随着图像信息应用领域的扩大，面向可视电话、电视会议、远程监控等低码率应用的视频图像压缩编码技术对解决现有通信条件下，实现海量图像信息数据压缩及高质量传输具有重要意义。压缩编码研究的目标是尽可能让图像更真实地放映画面细节，并能在存储和传输的时候占用极少的空间和带宽。 通过运动估计与补偿技术去除帧间冗余是实现视频图像压缩的关键技术之一。帧间压缩的方法很多，在不同的应用领域采用相应的策略。极低码率数据压缩要求满足图像保真前提下，充分利用帧相关性减少编码码率。研究发现，基于空域运动补偿小波视频编码的相关帧丢帧补偿机制可以在很大程度上降低码率，提高压缩比，改善图像在极低码率传输中的质量。本文提出了低码率的视频图像压缩及实现方案，主要包含：(1)引入基于小波变换的集合分裂嵌入块(SPECK)编码进行帧内压缩，利用小波提升算法在易于构造、多尺度分析及嵌入块编码在计算量小、容错性强等方面的优势，克服离散余弦变换(DCT)编码存在的方块效应；(2)根据人眼的视觉特性和对序列帧的相关性研究以及与目前广泛采用的运动估计与补偿技术的对比分析，提出采用快速菱形搜索的相邻帧间冗余度逼近算法及误差分析丢帧判决模型，深入讨论运动估计前后的不同丢帧策略及补偿方法，并对此算法在低码率领域应用的性能进行了测试；(3)采用可编程单芯片系统(SOPC)技术设计了基于Nios Ⅱ的视频图像压缩编码硬件实现方案，搭建的平台由视频采集、图像压缩编码处理和视频输出等部分组成，具有可定制、可重配置特性，设计灵活并具备软硬件系统可编程的功能。 用软件实现的视频图像编码算法采用帧内和帧间编码相结合的的方式，设置了采样参考帧自适应转换及比特率控制，避免了误差积累导致图像失真，可适应不同的帧率请求和带宽条件，实现任意倍数的压缩。通过与H.263标准算法在不同参数环境下的仿真比较，证实该方案编码码率低、运行速度快，兼顾了压缩率和图像质量的平衡，是低比特率视频图像压缩领域具有实用价值的研究。