针对现有二维提升小波变换实现过程中存在的大量过程数据存储及关键路径延时较长的问题，提出一种直接进行二维变换的VLSI架构。采用Altera公司Cyclone II系列FPGA EP2C35F672C6对架构进行实现和验证，在纯计算逻辑下二维小波变换时钟频率可达到157.78 MHz。