Depende del tipo de canal que tengas, de su nombre:
Si tienes un nombre de usuario de YouTube, entonces encontrarás el enlace para cambiar la imagen en la sección de configuración de YouTube >>
http://www.youtube.com/account
Si usas la identidad de un perfil de Google+, entonces la imagen del canal será la misma del perfil de G+. Así que debes cambiarla allá >>
https://profiles.google.com/u/0/me
Ten en cuenta que con el nuevo diseño de YouTube, la imagen que aparece en la esquina superior derecha de YouTube, junto al nombre, será la del perfil de Google (si lo hay), independiente de si usas la identidad de Google+ en YouTube o si usas un nombre de usuario normal (Eso solo es visible solo para ti). Accede al canal para ver la verdadera imagen de tu canal.