Motion JPEG或M-JPEG (Motion Joint Photographic Experts Group)是一种对视频的每一帧图像都使用JPEG编码的视频压缩格式。它不仅沿用了JPEG的各种优越性,还将其成功应用于运动图像。目前它被广泛地应用于数码相机、摄像机、手机、远程医疗、桌面视频系统等各种消费类电子产品中。本文围绕基于FPGA的M-JPEG编解码器的设计展开研究工作。在简要介绍JPEG标准和FPGA设计方法的基础上,从总体规划的角度提出了编、解码器的设计思想,对M-JPEG编解码器各部分算法进行了深入的研究,接着对各个模块的设计进行了详细的描述,最后采用HDL硬件描述语言对M-JPEG基本模式硬件编解码器的各主要模块进行设计实现,并给出了功能仿真波形及测试结果。论文的主要研究内容包括以下几个方面:1、研究了陈氏DCT快速算法并设计了二维DCT变换模块。在二维DCT变换模块的设计中,采用并行、行列分解、乒乓操作、资源共享和流水线技术实现了DCT变换算法,由仿真结果和编译后资源消耗报告可知,该模块不仅提高了速度,而且还降低了资源消耗,在面积和速度之间取得了平衡,能够快速、高效地完成2D-FDCT的处理;2D-IDCT采用与此相同的方法设计实现;2、将量化器和扫描模块集成在一起,不仅减少了对存储器的消耗,还节省了量化扫描时间;使用查找表法完成了熵编码模块的设计,最后将编码后数据按照规范的定长32bits的格式进行输出,并对各模块给出了仿真结果;3、在熵解码模块的设计中,结合Huffman码表的规律性,着重研究了CHT算法,并采用该算法设计了熵解码模块,降低了解码的判断时间和存储器的资源消耗;由于反量化本质上只是简单的乘法操作,所以将反量化步骤集成到了熵解码模块中,提高了速度也减少了存储资源;4、整个设计中所用的乘法器均是使用FPGA中内嵌的硬件乘法电路,不但速度比较快,而且不占用逻辑单元,同时为了适应流水线设计的要求,乘法器均选用了pipline功能。整个设计大量采用了流水线优化设计,提高了系统的工作频率。本文主要完成了基于FPGA的M-JPEG编解码器的主要功能模块的设计,为复杂的图像编解码器在FPGA上实现做了探索性的尝试,对其它的图像编解码的FPGA设计和实现有着积极的借鉴意义。同时,进一步探索FPGA在数字图像处理上的优势所在,深入了解进行此类硬件模块设计的技术特点,也是本课题的重要学术意义所在。