随着信息多元化高速发展,越来越多类型的信息逐渐步入大众视野。红外图像信息描述物体热辐射强度,在多个领域发挥着重要作用。然而,红外图像受杂散光和成像设备等客观因素的限制,存在分辨率低、纹理信息少的问题。相对的,可见光图像具有丰富的纹理细节信息,但受环境因素影响显著。将红外图像与可见光图像融合,既能够保留红外描述热辐射信息的能力,又能够引入可见光图像中丰富的纹理细节,同时避免红外图像纹理欠缺、可见光图像受环境影响严重的问题。因此,红外与可见光图像融合提供观测物体更全方位的信息,是图像处理领域中一个重要的研究方向,同时也具有极高的实用价值。本文改进了一种基于多尺度金字塔结构和结构化图像分解的融合方法MISD。针对MISD方法中存在的融合后红外量目标不够显著问题,本文改进了其高层细节层融合策略,并且研究了一种亮目标补偿机制进一步提升融合图像中红外亮目标的显著性。针对MSID金字塔层数过多导致实现复杂度高的问题,本文提出了一种细节层合并方法,在不显著影响融合质量的条件下大幅度降低了实现复杂度。实验表明,本文提出的方法能够有效地同时描述红外图像中的热辐射信息和可见光图像中的纹理细节信息,在EN、SD、SF指标上超过一些现有的红外与可见光融合方法。本文进一步对所提出的实时处理融合算法进行了 FPGA实现。金字塔结构的对称性导致其难以被实现为流水线形式,进而难以实时处理数据。因此本文提出一种硬件实现结构将金字塔中的分解和重构过程分隔,从而以流水线形式实现所提出的算法。针对上采样造成数据拥塞的问题,本文提出一种联合上下采样的方法避免由数据率增加引起的数据拥塞。然后将FPGA实现仿真结果与MATLAB实现结果对比以验证FPGA实现的正确性。最后,本文以实现的融合算法为核心搭建了一套从图像采集到融合输出的实时红外与可见光视频融合系统。该系统除融合功能外,还对红外图像进行预处理以及红外与可见光图像配准。最终所实现的系统能够输出640×512@50fps的实时融合视频数据。