本发明公开了一种基于多尺度压缩感知和马尔科夫模型的图像加密方法，根据图像的低频系数与高频系数携带信息的不同，对图像的低频系数与高频系数设置不同的采样率，能够有效地提高解密图像的重构质量。另外，通过结合混沌系统与马尔科夫模型，用先对图像进行系数矩阵内置乱，后对图像进行系数矩阵间置乱，最后进行独立扩散与全局扩散的策略完成加密的过程。相比于已有方案生成的密文图像信息熵更高，难以获取原始图像的相关信息，同时有较好的明文敏感性和密钥敏感性，可以抵抗各种攻击。经过本发明获得的解密图像，相比于已有方案生成的解密图像质量更高，可以取得更好的视觉效果以及更完整的原图像信息。