随着人类对空间探测活动的日益频繁，空间图像传输成为一个重要的研究课题之一。空间通信和深空通信具有传播距离远，计算资源和功率有限，存在随时差错、突发差错和包丢失等特点，给深空图像数据的可靠性和安全性传输带来了巨大的挑战。　　 为了解决深空图像数据压缩和安全问题，空间数据系统咨询委员会(ConsultativeCommitteeforSpaceDataSystems，CCSDS)于2005年和1999年分别标准化了图像压缩标准(ImageDataCompression，IDC)和空间网络端到端系统间安全协议(SpaceCommunicationProtocolSpecification-SecuritvProtocol，SCPS-SP)。CCSDSIDC利用Rice算法和位平面编码算法(BitPlaneCoding，BPE)，提供良好的质量可控性。SCPS-SP是一种网络层协议，采用的是一种分组密码算法，不适用于资源受限网络的图像数据加密。我国官方于2006年公布了用于无线局域网数据加密的算法SMS4。通常的图像数据加密算法未考虑计算和存储资源有限的特点，无法适应深空通信环境下图像数据的加密和压缩要求。本文在国家自然科学基金项目(编号61032006，60972067)资助下，研究适应于深空通信的联合信源与安全编译码方法，具有重要理论意义和应用前景。　　 本文首先介绍了信源编码以及密码学的基本概念和相关原理，重点研究了随机算术编码算法以及SMS4分组密码算法；随后本文对CCSDSIDC标准算法进行了分析，在此基础上，提出了一种基于CCSDSIDC标准的联合信源与安全编译码算法。　　 本文的主要工作和创新点如下：　　 1)研究了信源编码及其原理，并分析了信源编码在图像传输中的应用。在此基础上，研究了空间图像数据压缩标准CCSDSIDC的编译码原理，通过实验分析了其编码特点，明确了空间图像的传输要求。　　 2)研究了数据加密的相关概念和加密算法，对SMS4分组密码算法进行了重点分析。总结分析了现有的联合信源与安全编码算法的优缺点，对随机算术编码(RandomizedArithmeticCoding，RAC)进行了重点研究，并实现了一种基于SMS4的随机算术编码。　　 3)深入研究了香农分离理论下级联式编码的特点，针对级联式编码计算复杂度高的问题，在资源受限的深空网络中难以实现图像和视频的实时、有效和安全传输，提出了一种基于CCSDSIDC标准的联合信源与安全编译码算法。该算法使用SMS4分组密钥控制随机算术编码的区间选择，对包含图像大部分能量及重要信息的直流系数进行随机算术编码；对交流系数采用序列加密编码。仿真实验表明，该算法减少了计算复杂度，提供了良好的安全性，可应用于空间和深空图像数据的有效性和安全性传输。