JPEG XR标准是新一代静态图像压缩标准,其原型来自于微软公司发布的HD Photo标准,采用先进的图像压缩技术,以简单的算法提供了较高的压缩性能。与JPEG标准相比,JPEG XR标准克服了在低码率下方块效应问题,能提供更好的图像质量,并且JPEG XR标准采用了优化算法,计算复杂度较于JPEG2000标准明显减小,易于硬件实现。因此,对JPEG XR标准算法研究及FPGA实现具有重要意义。本文首先对JPEG XR标准算法进行研究,主要研究其编码过程,可分为色彩变换、重叠双正交变换、量化、预测编码和自适应熵编码5个模块。分别分析了JPEG XR编码过程中数据结构和编码过程中各模块算法,包括其算法原理和算法流程。随后分别对各模块进行FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)实现,编写各模块的VHDL代码,并且仿真验证其功能,其中色彩变换模块、重叠双正交模块和量化模块均采用流水线实现。最后,规划了整个JPEG XR编码器系统结构,系统顶层可分为四级流水线,其中第一级流水线包含色彩变换模块和前置滤波模块,第二级流水线包含前向核心变换模块和量化模块,第三级流水线包含预测编码模块,第四级流水线包含自适应熵编码模块,经过仿真验证,在流水线控制下,JPEG XR编码器的编码速度能达到0.397像素/时钟,超过了现有编码器的编码速度,在50MHz时钟频率下能实现对大小为512×512图像75.8帧/秒的高速压缩,并且压缩得到的图像能正常解码显示。通过软件综合后,JPEG XR编码器占用35753个逻辑单元和10KB的内存资源,并且能在最高时钟频率82.57MHz下执行编码。