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在航空测绘系统领域中，为了把拍摄的高分辨率航测图像传输到远端进一步进行处理，使得图像压缩技术得到了越来越广泛的应用。传统的基于离散余弦变换(DCT)的编码方案在高压缩比情况下不可避免地出现方块效应和飞蚊噪声，严重影响主观质量。小波分析以其特有的方向选择能力和其与人眼视觉相符的多分辨率分析能力而被广泛的应用于图像压缩领域。JPEG2000标准的颁布，同时说明离散小波变换(DWT)已成功取代DCT成为新一代图像压缩方案的主要变换工具。由于嵌入式小波图像编码方法具有较强的抗误码性能以及分辨率可分级、质量可分级等优良性能，致使基于小波分析图像编码算法业已成为现阶段图像压缩领域内的主要研究方向。但目前各种研究算法尚未能完全利用小波系数的所有统计特性，如何更好地利用小波分析后图像系数的各种相关性以及有效的组织小波系数，并将小波分析与其他技术相结合以进一步提高压缩性能已成为基于小波分析图像编码算法研究的主要内容。 本文对现有的基于小波分析的图像编码算法进行比较详细分析，主要从以下三个方面对基于嵌入式小波分析的图像压缩算法及其工程实现进行研究。 (1)基于小波分析的高质量图像压缩算法的理论研究。主要包括针对JPEG2000标准的二级编码方案改进的一种自适应码率预分配的JPEG2000算法。该算法在编码前通过一种码率预分配技术预先给各个编码码块分配编码中所需的码率，进而有效的减少了JPEG2000算法计算量和存储空间。为进一步减少算法复杂度，在研究JPEG2000算法基础上提出了一种以小波子带为编码单元的比特位平面码率预分配图像压缩算法。该算法将各个子带的最终码率在编码前预先分配，在熵编码中对各个子带独立编码时，当码率达到预先分配的码率，则立刻停止编码，真正实现所编即所需。同时为满足高速图像压缩技术需求，提出了一种基于像素编码的低复杂度图像压缩算法。利用该算法每个像素仅需数次运算即可完成编码，进而为研制高速图像压缩芯片提供算法基础。 (2)根据整数提升小波的框架结构，提出一种基于FPGA多级二维整数小波变换的结构设计与实现方案。该结构通过将边界扩展过程内嵌于变换过程中，对于每级变换只需要缓存二行预测数据和一行更新数据，即可以实现行与列同时进行滤波变换。整个变换过程插入多级流水线寄存器，进而降低了功耗，减少了所需的内存，达到了更高的处理速度和硬件资源利用率。在V2和V5不同型号的FPGA中运行，综合后时钟频率最高可达183MHZ和387MHZ，完全可以同步实现对图像采集与多级IWT。 (3)基于FPGA+DSP嵌入式架构的图像采集压缩传输与显示系统的实现。在FPGA和DSP构成的硬件平台上，将FPGA采集过来的相机数据经过多级二维IWT变换核进行变换，将变换后的数据通过SRIO高速串口传输至DSP中，DSP将接受过来的数据进一步进行熵编码，DSP将熵编码后的数据由EMAC网口经过网络传输至PC工作机中进行解码显示。该套图像采集压缩传输以及解压缩显示演示系统可以直接应用于实际工程，也可以为基于小波分析的图像压缩技术在实际工程中的应用提供了参考模型。 本文针对在航空测绘系统中对高分辨率测绘图像压缩技术的需求，从理论上对基于小波分析的图像压缩算法进行了深入研究并提出了多种适合于不同应用场合的图像压缩算法。针对所有压缩算法都是基于小波变换这一特点，在FPGA中设计并实现了一种高速多级二维整数小波变换的IP核，最后在由FPGA和DSP构成的硬件系统平台中，实现了由图像采集、压缩、传输、解压缩与显示整个过程的一套演示系统。本文的研究成果可以有效的解决航空测绘系统中高分辨率测绘压缩技术这一难题，具有较高的理论指导意义和工程实际价值。