JPEG2000是联合图像专家组提出的新一代静止图像压缩标准,通过引入多项创新技术,JPEG2000可以提供比JPEG更高的编码效率和更多的新功能。自适应算法编码作为JPEG2000的重要算法模块之一,具有比传统Huffman编码更高的性能,但同时其固有的高复杂度也成为JPEG2000编解码系统实现的速度瓶颈。因此研究JPEG2000自适应算术编解码算法的高速硬件实现具有重要的应用价值。首先,本文对JPEG2000标准中的自适应算术编解码算法进行了深入分析,在此基础上,立足于硬件高速实现,充分考虑硬件并行执行的优势,对编解码算法进行了优化,主要包括:1.概率估计过程的优化。本文对标准中的索引表和概率估计表进行了整合及扩展,将标准中概率估计的两级查表过程合并为一级,加快了概率估计的处理速度。2.编解码区间更新过程的化简。本文对标准中编解码的条件判断进行了归纳化简及并行化处理,使得不同的编解码方式可以同步执行,充分利用了硬件实现的并行性以加快编解码速度。3.重归一化的加速。针对标准中重归一化过程效率低下的循环执行方式,通过对区间更新方式的预检测及对概率估计表进行扩展,并采用整体移位的策略,提高了重归一化的执行效率。4.字节输出及字节输入的优化。分别对编码中字节输出过程及解码中字节输入过程进行优化,对标准中的判断条件进行归纳化简,将串行的处理流程转化为并行执行。在此基础上,本文提出了基于流水线的自适应算术编解码器的VLSI架构。基于优化的编解码流程,同时考虑到流水线各级的平衡,本文将编码器架构分为概率估计、编码区间更新、字节输出三个流水级模块,解码器架构分为概率估计、解码区间更新、字节缓存三个流水级模块。考虑到运算时钟频率的提高,每个流水级分为两个时钟周期执行。本论文同时设计了统一的可配置算术编解码器的VLSI架构,通过三级流水线的动态配置,在编解码速度及资源消耗方面取得了较好的平衡。本论文实现了所设计的算术编解码器的VLSI架构,并在Xilinx ISE中进行综合,给出了仿真结果。ISE的综合报告表明,在xc2v3000FG676-6 FPGA器件上,独立编码器的最高速度达到67.2405M符号/秒,解码器的最高速度达到58.9135M符号/秒,而编解码器的最高速度达到56.977M符号/秒。