现代战争是高科技的信息战，如何准确及时地获取信息将是制胜的重要因素。人类通过感知器官获取的信息中，图像信息占据了信息总量的60％以上，图像信息具有十分重要的军事价值，图像侦察是主要的军事侦察手段之一。随着战争突发性的增加、军事行动节奏的加快、精确武器的发展及其作用范围的增大，对侦察图像的分辨率和清晰度提出了更高的要求，从而导致图像数据的急剧增长，给图像数据的实时存储和传输带来了巨大挑战。鉴于此，本文基于最新的JPEG2000静态图像压缩标准，研究机载侦察系统图像编码的关键技术，以满足现代战争对图像情报信息准确及时的获取、存储与传输的需求。　　首先，本文深入研究了JPEG2000的编码原理和工作过程，并就其中的关键技术：图像分量变换、离散小波变换、量化以及算术编码等进行了仔细分析。着重研究了彩色图像分量的两种变换；探讨了JPEG2000标准推荐的两种离散小波变换和边界延拓等问题；提出了一种合理有效的量化方法；解释了基于上下文环境的自适应二进制算术编码过程，并给出了嵌入式环境下的具体实现算法。为后续基于JPEG2000的应用研究奠定了基础。　　其次，为了提高对侦察图像的编码性能，本文着重研究了JPEG2000的核心技术――小波变换。传统的线性小波分解不能很好的保留图像的边缘等细节信息，在图像低频重构时，细节信息丢失严重，边缘比较模糊；而对于高频分量，在跃变点处会出现大的小波系数，不利于图像压缩。对于航空侦察图像这类空间相关性比较差、细节信息丰富的图像来说，上述缺陷尤为突出。为了解决这类问题，提出了一种基于提升格式的双自适应小波变换方法。在该变换方法中，根据局部信息自适应地将图像分为平滑区域和非平滑区域，在不同区域选取不同的更新和预测函数，以保持低频图像分量边缘等细节信息不被平滑，同时又防止在高频图像分量上出现大的小波系数，改善侦察图像的编码性能，提高侦察图像的重构质量。通过在JPEG2000中的实验结果表明，用该方法进行图像分解，低频近似图像保留了细节信息，边缘清晰；而且对双自适应小波变换后的图像压缩，性能优于JPEG2000的5/3小波和9/7小波，峰值信噪比提高1-3dB。　　然后，对自适应小波变换及量化后的系数进行熵编码概率建模。因为在JPEG2000图像编码中，熵编码是基于上下文环境的自适应二进制算术编码，熵编码的性能取决于待编码符号的概率模型。JPEG2000采用当前系数的8邻域状态组成当前系数的上下文环境，每个邻域可以有重要与不重要两种取值，总共有256种上下文环境，根据一定的规则对这些上下文环境进行优化聚类，最终缩减到19个。JPEG2000的19个上下文环境是在对9/7和5/3小波变换系数进行概率统计的基础上优化聚类得到的，对于自适应小波变换后的系数，这19个上下文环境不能反应系数的统计特性，已不是最优的选择。因此，本文提出了基于条件熵增量最小化的概率建模方法，该方法根据上下文环境合并会导致条件熵增加的原理，以最小化条件熵增量为度量，对所有上下文环境进行优化聚类。实验表明，通过基于条件熵增量最小化方法的概率建模，熵编码性能得到较大优化，同时上下文环境从19个减少到15个，降低了编码复杂度。　　另外，本文还对JPEG2000中的感兴趣区域编码和码率分配进行了研究。在分析了JPEG2000中两种感兴趣区域编码方法存在的局限后，基于人类视觉系统的特点，提出了非均匀下移位的感兴趣区域编码方法；通过将上述方法应用到图像的时域和频域进行仿真证明，在不增加压缩码流的条件下，优先保证了感兴趣区域的图像质量。随后，深入分析了压缩码流的码率分配和控制过程，就其存在的问题进行了改进，提高了码率分配效率。并从另一个应用角度，提出了一种新的码率分配算法――基于峰值信噪比的码率分配算法，优先考虑编码后图像质量，在给定峰值信噪比的条件下，分配和控制码率，使最终形成的压缩码流长度尽量的短。　　最后，在现有器件条件的基础上，设计并实现了一个基于FPGA和双DSP的嵌入式图像编码硬件平台。通过前端图像采样模块，实现了PAL制式模拟视频的数字化采集，采用TI的DSP芯片C6000进行JPEG2000编码，并经DSP芯片C5000打包传输，完成了侦察图像的实时采集、编码和传输功能。本文所设计的嵌入式图像编码硬件平台结构简单、通用性强，并且能够满足实际工程的各项指标要求。