图像是人们获取信息的重要手段。随着电子、微电子、计算机和通信技术的发展,数字图像已经成为图像信息存储和传输的主要方式之一。为了解决数字图像的存储和传输过程中数据量大的弊端,数字图像压缩技术应运而生。本文选择数字图像压缩的JPEG标准为研究对象,在深入分析了JPEG标准的基本压缩系统算法模块的基础上,以VLSI方式实现JPEG标准的基本系统的编码流程,并且在JPEG标准的关键模块,进行了算法改进和优化,使其有更好的面积和功耗代价。由于该模块相对较大的功耗限制了其一定的应用范围,本文还针对这一问题进行了优化,使其能够在图像传感器上得到应用。为减小基于JPEG标准的基本编码系统的关键部分——DCT的实现代价,引进了binDCT算法,并将其与其他算法在MATLAB仿真下进行性能比较,得出binDCT在其C3级上与其他算法性能相近,可以满足设计要求。在对系统进行MATLAB建模仿真后,并通过所搭建的相对完备的测试平台对其VLSI实现进行了RTL级和门级的仿真。结果表明,所得数据与MATLAB参考模型处理的结果一致;功能符合需求,同时代码覆盖率也达到设计要求。出于对功耗的关注,除在RTL设计的过程中采用低功耗实现方式外,还通过EDA工具的支持在RTL级上运用门控时钟等技术对其进行了优化,并做了门级上的功耗优化,并对包括门级时序仿真的结果在内的数据进行功耗分析,结果表明这些手段能有效降低功耗。