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静止图像压缩标准JPEG2000采用离散小波变换(DWT)和优化截断嵌入式块编码(EBCOT)，在编码效率和复原图像质量上均优于其他传统算法。本文主要研究适用于航天领域的JPEG2000编码算法中T2部分的率失真优化截取算法的设计和高效VLSI硬件实现。按照JPEG2000图像压缩系统对图像分辨率、压缩比、截取层数有无ROI和可靠性等要求，本文在已有研究的基础上，提出了一种适应于硬件实现的快速奇异点剔除算法，可达到最优性能。基于该算法设计并实现了完整的率失真优化截取VLSI架构。该架构对关键逻辑和状态控制电路采用三模冗余和EDAC方法进行保护，使其具有一定的抗单粒子翻转能力；采用单帧独立的设计，保证系统在某帧图像处理出错情况下能在下一帧恢复正常。本文对该架构在FPGA系统上进行了验证，实验结果表明该模块在性能、复杂度和可靠性上均可满足设计指标要求。