JPEG2000是联合图像专家组于2000年12月通过的新一代静止图像压缩标准。JPEG2000不仅提供了超越JPEG的压缩性能,更提供了一系列丰富的功能,以满足对图像编码技术日益增长的需求。然而在带来这些优点的同时,JPEG2000的计算复杂度却成倍增加,特别是在EBCOT Tier-1编码算法中。EBCOT Tier-1编码算法中的比特平面编码和基于内容的自适应二进制算术编码两个主要算法,各自都包含了相当的比特级运算和复杂的控制,是整个JPEG2000编码系统中最主要的处理瓶颈。因此,高速、低功耗、面积合理的专用硬件实现EBCOT Tier-1编码器对JPEG2000标准的应用推广有重要的意义。本文仔细研究了EBCOT Tier-1的比特平面编码算法和MQ算术编码算法,分析了现有的EBCOT Tier-1编码器的硬件实现方案,配合实现了比特平面与编码过程全并行的比特平面编码VLSI结构,设计并实现了基于3级流水的MQ编码器和适于比特平面与编码过程全并行的MQ算术编码VLSI结构,提出了一种MQ流水线设计的优化方案,性能比现有的设计有明显提升。本文实现的EBCOT编码器已经应用在基于JPEG2000的高效图像压缩系统中,该系统能满足30fps帧率,1024?1024分辨率,16bit像素位宽等多项指标的实时图像处理要求。经过大规模图像的测试和软硬件的协同验证,最终证明本系统输出的编码码流符合JPEG2000标准。