随着计算机和数字通信技术的迅速发展,人们追求更高质量的多媒体信息,信息的传递受限于信息传输线路的带宽,大容量的信息往往无法及时传递,因此图像压缩成为研究的热点。此外,由于用软件压缩难以达到实时性要求,采用硬件实现图象压缩已成为一种必然趋势。而熵编码单元作为图像变换,量化后的处理环节,是图像压缩中必不可少的部分。研究熵编码及解码的硬件实现,具有广阔的应用背景。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。它不仅提供了超越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。它采用上下文自适应的二进制算术编码进行熵编码运算,MQ编解码是该算术编解码的具体实现形式。该编解码器对于无损的数据压缩是一种非常有效的方法,但其编码算法和解码算法复杂度高,执行速度慢。从某种程度上来说,MQ算术编解码器越来越成为整个JPEG2000系统的瓶颈所在,由于MQ编解码算法固有的串行性,使得硬件实现时不易采用流水线结构,数据吞吐量难于提高。该文详细深入地介绍了算术编解码的原理,探讨了无乘法器的二进算术编码形式、条件交换机制和自适应概率估计等重要概念,给出了一种一个时钟周期解码出1位判决的三级流水线MQ解码器实现结构,增加了解码器的数据吞吐量。并通过解码流程化简、区间重整加速、输入模块的加速等措施,改善了解码的标准算法映射成硬件电路的速度瓶颈。该结构采用硬件描述语言实现,经过仿真验证功能正确。该MQ解码器结构经Altera的FPGA(EP1S25B672)实现,实际运行速度能够达到68.0MHz,共占用了2140个LE资源。该结构以较少的资源,实现了较大的数据吞吐量,具有一定的实用价值,可应用于遥感图像和医学图像等压缩系统中。