图像融合是一种信息综合处理技术，其主要目的是通过对多幅图像间冗余数据的处理提高图像的可靠性，通过对多幅图像间互补信息的处理提高图像的清晰度。近年来，图像融合已成为图像理解和计算机视觉领域中一项重要而有用的新技术。本文主要探讨像素级图像融合技术。 文中首先介绍了图像融合技术研究的背景，描述了图像融合的基本概念、层次、应用及国内外研究动态，阐述了像素级图像融合技术的基本原理和方法，并提出了一种对融合方法性能及融合图像效果进行主、客观评价相结合的评测方法，通过后文的大量实验证明该方法是合理有效的。 在基于空域的图像融合方法一章中，首先介绍了简单融合方法，在加权平均融合方法的基础上，提出利用PCA变换确定加权平均系数，并通过实验证明利用该方法可得到融合效果更佳的图像。随后还介绍了总体性能优于简单融合方法的基于区域特征的融合方法。 论文第四章重点介绍基于小波变换的图像融合方法。在介绍了小波变换的基本理论、多分辨率分析的思想、图像的小波变换及其Mallat快速算法之后，讨论了基于像素和基于区域的融合规则及实现方式，并提出新的融合规则。通过一系列图像融合实验，利用文中所提出的评测方法研究了不同小波基、不同小波分解层数、不同融合规则、不同特性区域大小、不同阈值对融合性能的影响，从而得到相关结论。 本文最后提出一种基于图像分割块的新融合方法。通过实验证明该方法能够准确保持有用信息，实现信息互补，具有计算较简单、处理时间较短，融合效果较好的优点。图像融合技术可应用于多个领域，本文还对它在医学领域的应用做了探讨，也进一步验证了文中的各融合方法。