随着技术的突飞猛进,在各行各业中如实时视频通信和视频流媒体方面,在航天探索宇宙的最前沿,视频压缩正发挥着不可替代的作用。并随着可编程逻辑器件的快速发展,视频压缩系统现在正朝着高速、高压缩率、高可靠性以及小型化的方向不断推进。由此以小型化为设计目标实现视频压缩正是当前研究的热点。基于小型化的航天设计理念,本文完成了对摄像机的视频编码系统设计和实现。设计的系统采用FPGA实现方案,并使用外部存储器SDRAM进行数据的缓存。系统具体采用了简单高效的算法,利用流水线处理过程完成,并在实现中加入了可靠性设计,保障其在航天环境中正常工作。论文的主要研究工作有:首先,本文围绕视频编码器的研究,简单介绍了视频压缩的研究背景,标准在专家研究发布下不断推进的历程,并总结了标准特别是应用最广的MPEG-4和H.264的特点,以及结合本文航天编码器基于FPGA设计,阐述FPGA在该领域中投入应用的历程。接着,本文介绍了视频压缩编码实现的基本原理,采用通用的混合方式,包括对时域,空间域及码字的压缩,并阐述了视频编解码器的基本框架和实现流程,这些标准采用的技术框架基本一致,具体阐述了MPEG-4和H.264不同的技术细节和实现方式,涉及的模式。其次,本文研究对比了当前流行的实现架构,阐述了各个方案的优缺点。并且针对航天应用以及小型化设计的目标,编码系统确定采用FPGA架构实现。在编码器关键实现技术的理论基础上,详细阐述了基于FPGA架构的编码器实现设计流程和具体实现模块,其中CMOS传感器控制模块,自动曝光功能,编码单元对图像信号进行处理并实现图像压缩,输出压缩码流。对比常见的搜索方式,重点阐述了图像压缩部分采用的具有针对性的运动估计搜索方法,并且匹配准则采用SAD。系统通过合理利用硬件资源,阐述实现采用的模块化设计思想和灵活并行流水线技术,提高视频编码系统的处理速度。最后,本系统的FPGA程序首先通过软件对各个模块和系统总体进行功能仿真,仿真正确后在硬件平台上验证,本文提出的系统满足小型化需求,并证明其具有较好的性能和处理速度。