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针对基于单一字典训练稀疏表示的图像融合算法忽略图像局部特征的问题，提出了基于块分类稀疏表示的图像融合算法。算法是根据图像局部特征的差异将图像块分为平滑、边缘和纹理三种结构类型，对边缘和纹理结构分别训练出各自的冗余字典。平滑结构利用算术平均法进行融合，边缘和纹理结构由对应字典利用稀疏表示算法进行融合，并对边缘结构稀疏表示中的残余量进行小波变换融合。实验结果证明，该算法相对于单一字典稀疏表示算法，在融合图像的主观评价和客观评价指标上都有显著改进，并且算法速度也有提高。