未来的时代是信息时代,信息需要通过媒体来进行记录、传播和获取。视频数据的压缩技术和解压缩技术成了多媒体技术中的关键技术之一。因此对视频压缩的研究己成为信息技术领域的重点。ISO和ITU-T制定的一系列视频压缩国际标准的推出,开创了视频通信和存储应用的新纪元。从H.261视频编码建议,到H.262/3/4, MPEG-1/2/4等都有一个共同的不断追求的目标,即在尽可能低的码率(或存储容量)下获得尽可能好的图像质量。由于视频压缩系统的复杂性主要取决于运动估计算法,因此如何找到一种可靠、快速、性能优良的运动估计算法一直是视频压缩的研究热点。在嵌入式实时系统应用中,通常采用并行计算机或数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)等作为处理器。但最近几年,随着电子设计自动化(EDA)技术的迅速发展,可编程片上系统作为嵌入式系统控制核心己成为一种趋势。可编程逻辑器件(FPGA)凭借其较低的投入成本,较高的并行处理速度和较大的灵活性等特点,在当前的嵌入式实时系统中得到广泛应用。特别的,在视频图像处理系统中,FPGA有其独特的优势。本文从内容上主要分为四个部分。①介绍了当前国际上主要的视频编码标准。首先介绍了MPEG系列和H.26X系列,其次重点论述了最新的视频编码标准H.264/AVC。在H.264/AVC标准中,首先介绍了视频编解码器框架和原理,其次介绍了新的技术特性。②提出了一种新的基于块匹配的运动估计快速算法。首先介绍了几种已有的经典块匹配运动估计算法,并通过实验数据分析了它们的优缺点;随后本文针对已有经典块匹配运动估计算法的不足,提出了一种高效的快速块匹配运动估计算法。该算法利用运动矢量的统计分布特性来确定初始搜索中心位置,并动态地选择搜索模板。实验仿真结果表明,新算法在保证重建图像质量没有明显下降的前提下,降低了运算的复杂度,提高了编码速度,更利于实时应用。③实现了基于FPGA的实时视频采集及VGA显示。首先介绍本课题依托实现的软、硬件平台,其次介绍了FPGA的关键设计方法,并在此基础上,设计了基于CycloneⅡ平台的视频采集及实时显示系统,并给出了实验结果和时序分析。④实现了基于FPGA的2D DCT模块并给出了仿真实验结果。最后,对本课题所做的研究给出了总结。并在此基础之上,对本课题后续的研究工作进行了探讨。