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JPEG2000标准是一种压缩性能良好的静止图像压缩标准,适用于不同类型的静止图像压缩,如自然图像、遥感图像、合成图像、医学图像等,并在不同的应用场合(如客户/服务器模式、数字图像检索、实时传输等)具有比JPEG更好的压缩性能,因而具有广阔的应用前景。ADV212是目前基于JPEG2000算法所实现的主流编解码芯片,但是其处理速度慢,并且不支持高分辨率图像数据的处理。这极大限制了JPEG2000在高速、高分辨率等场合的应用。因此,支持高速、高分辨处理的图像解码系统成为了国内外研究的焦点。在JPEG2000解码系统中,嵌入比特平面解码是其核心组成部分,包括比特平面解码和MQ解码两个核心模块。由于嵌入比特平面解码是高速解码系统实现的瓶颈,因此本文针对该问题进行了研究,并针对其核心模块MQ解码器,提出了一种零延迟、高吞吐率的MQ算术解码器结构,从而极大地提高了JPEG2000的解码速度。为了进一步提高解码器效率,本文对嵌入比特平面解码进一步研究,提出了多路并行的实现方案,使其满足实时处理的需求。本文主要研究内容为MQ解码器的结构优化以及Tier-1解码的并行调度处理设计。文中首先简要介绍了JPEG2000的核心算法,重点阐述了MQ编解码算法和EBCOT码块编解码原理。通过分析MQ解码器效率的限制瓶颈,提出了一种MQ解码器的结构改进方案,并使用Xilinx公司的Vivado-HLS高级综合工具,在Virtex-7 VC707硬件平台上实现了一种零延迟、高吞吐率的MQ算术解码器结构。该解码器能够一个时钟解码一个判决,解码器的吞吐率能达到102Mbps,所占资源不到1%。最后介绍了Tier-1解码的并行调度方案和在ISE环境下的实现。该方案实现了多路Tier-1的并行调度处理。实验结果表明,本文提出的MQ解码器的优化结构和多路Tier-1并行调度处理有效地提高JPEG2000的解码器效率,满足入口速率为100Mbps压缩图像的实时解码。