数字图像因其信息量大且生动形象的特点成为当今社会人们获取和发布信息的重要手段。而存储空间和传输带宽的限制使得图像压缩成为数字图像的传输、处理、存储中的关键技术。小波变换以其有“多分辨率分析”和“自适应性”的特点成为当前图像压缩领域应用最为广泛的一种时频分析工具,许多优秀的图像压缩算法都是基于小波变换的。随着互联网技术的飞速发展,需要即刻存储和实时处理的图像数量成指数级增加,现有的压缩技术已经很难满足处理速度的需求,研究如何快速实现图像压缩中的小波变换具有重要的现实意义。本文在CUDA体系下研究小波变换的GPU高速优化方法,根据小波变换的运算特点提出了在CUDA平台上对5/3小波变换进行优化的具体方案,根据优化的步骤逐一进行了实现和改进,并在多个硬件上进行优化性能测试,最终获得了可移植性强、应用价值高的优化程序。实验结果表明最终的优化程序能在保证图像质量的前提下,获得对CPU一个的数量级的加速比,较成功的在GPU上实现了高速的小波变换。本文为进一步研究基于小波变换的高性能图像压缩奠定了基础,对在CUDA平台上充分利用GPU并行运算的特点实现大容量图像的处理有一定的启发意义。