图像融合是通过多幅图像冗余数据互补得到新的一幅图像，在这幅图像中能反应多重原始图像中的信息。图像融合技术在遥感、医学、自然资源勘探、海洋资源管理、生物学等领域占有及其重要的地位，对于国防安全和经济建设具有十分重要的战略意义。多元医学图像融合是利用各种成像传感器不同的成像方式，将各图像数据中所含的信息优势或互补性信息有机地结合起来，各取其长、互补其短，以产生新的蕴含更多有价值的医学信息图像，提高诊断和治疗的可靠程度和准确性。 论文论述了图像融合的发展和现状、图像融合的层次和目的，介绍了图像配准及融合技术，重点研究了基于小波变换的医学图像融合技术。 分析了最大互信息配准技术的缺陷及应用中主要问题，针对其进行了改进，设计了快速算法，进行了算法级和系统级的优化，提高了配准速度，使其更适用于嵌入式的医学图像处理。 所设计开发的基于小波变换的图像融合算法，优化了小波基的数据结构，解决了在向DSP移植过程中以定点CPU实现高精度浮点运算的难点。 根据图像融合的特点建立了包括多分辨率分析、活性测度分析、匹配测度分析、决策模块、一致性校验、合成模块、近似分析的图像融合的软件基本框架。 设计了基于TMS320DM642 DSP的快速医学图像融合系统，实现了基于最大互信息配准和基于小波变换的图像融合算法。 研究了医学图像融合的评价指标，给出了一种新的适用于医学图像融合的评价指标，对图像融合的各评价指标进行了仿真实验分析。