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二维(Two-dimensional,2-D)多速率系统和滤波器组理论已被广泛应用于图像压缩、视频压缩、数字通信、计算机视觉和纹理识别与分类等领域。针对图像子带压缩编码中对不可分离滤波器组线性相位(Linear Phase,LP)特性的要求,本文在分析了LP滤波器和非线性相位(None Linear Phase,NLP)滤波器对图像处理的影响之后,提出了一种设计不可分离2-D |M|通道LP近似完全重构(Near Prefect Reconstruction,NPR)滤波器组的方法,并将其应用于图像的子带分解和重构。该方法将么模变换技术与可分离2-D |M|通道LP滤波器组相结合,从而设计问题简化成对两个1-D LP滤波器组的设计。在1-D情况下,我们采用部分余弦调制(Partial Cosine Modulation)的设计方法,借助Parks-McClellan算法构造出具有良好频率特性的原型滤波器、分析滤波器和与之对应的综合滤波器。在2-D情况,我们将所设计的两个1-D LP滤波器组级联成一个可分离的LP滤波器组。借助么模变换,构造出不可分离2-D LP滤波器组。可以看出,最终得到的不可分离滤波器组,其性能与1-D滤波器组相一致。所有的滤波器都是线性相位的,并具有良好的频率选择性。整个系统可实现NPR。本论文的另一个关注点为纹理图像的方向信息检测。正确的图像纹理分析对图像压缩、模式识别和理解有十分重要的意义。我们由纹理图像的频域特征出发,在分析了图像的纹理方向与其傅立叶功率谱方向的关系之后,提出一种基于旋转调制的方向滤波器设计方法,并将所设计的一组方向滤波器应用于纹理图像的方向场估计。该估计方法采用方向向量加权算法实现精确方向场估计,方向判断准确。实验结果表明了该方法对纹理图像具有较好的方向估计能力。