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JPEG2000是下一代静态图像压缩标准，相比JPEG具有灵活的编码方法和丰富的新特性如渐进传输和感兴趣区域编码等，在未来的网络图像浏览，数码相机等领域具有广阔的市场。
本文充分分析了JPEG2000编码算法中的不同模块在计算和存储上的特点，提出了软硬协同设计方案来实现JPEG2000编码器的芯片化。基于该方案和AlteraSOPC技术设计了一种高效易扩展易升级的JPEG2000编码器系统架构，并提出了一些提升该架构性能的策略。
在设计的系统架构基础上，设计了DWT的软硬协同实现方案以及码率控制和码流组织软件。DWT硬件模块采取行缓存和提升算法执行5/3小波变换的原位计算，计算单元采取四级流水线结构。NIOSⅡCPU控制DWT硬件模块，并完成小波系数的交织处理。采用VHDL对设计的DWT硬件电路建模，综合后的最大时钟频率为81.43MHz。通过ESDK开发板上的验证，该方案能在62.9ms内完成一幅512*512灰度图像的DWT操作，比Jasper软件方案性能提高了55.2％。设计的码率控制和码流组织软件实现了正确的功能。
本文最后研究了JPEG2000标准中的后压缩率失真优化类码率控制算法，提出了斐波那契区间分割搜索算法，加快了最佳率失真斜率阈值的搜索，同时提高了最佳阈值的计算精度，有效地改进了该类码率控制算法。为了评价改进效果，定义了与图像质量相关的算法精度评价函数。仿真结果表明在相同的控制条件下改进的后压缩率失真优化算法在精度和速度上均优于采取二分法或黄金分割法搜索的后压缩率失真优化算法。