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为解决采用单一特征分割红外图像多目标时，分割精度过低的问题，提出基于多级特征融合的红外图像多目标分割方法。分别提取红外图像的熵特征、对比度特征和梯度特征，采用并行加权特征融合方法融合所提取的红外图像的多级特征，构建红外图像的多级特征融合空间，设置红外图像的多级特征融合空间作为Mean-shift算法的遍历空间，对多级特征融合空间内的全部特征点实施均值漂移处理，获取红外图像多目标分割结果。实验结果表明，该方法可以利用所提取红外图像的多级特征，分割红外图像的多目标，红外图像多目标分割精度高达99.5%。