红外图像可以根据热辐射高低将目标与背景区分开来,不受光照条件影响,在全天候的情况下效果很好。从红外图像中可以清楚地看到热目标物,但是它存在分辨率低、对比度低、图像细节部分较模糊等问题。而可见光图像则与人类视觉系统一致,提供了具有高空间分辨率和清晰度的纹理细节,但是很受光照限制,需要较好的光照条件才能有好的显示效果。因此,期望融合这两种类型的图像,使融合后的图像既包含红外图像中的热辐射信息,又有可见图像中的详细纹理信息等优点。本文提出了一种新的基于整体变分的红外和可见光图像融合方法,在灰度图像融合上与其他方法相比具有更好的融合效果,并通过色彩空间的转换找到了较好的彩色图像融合方法。主要研究内容如下:首先介绍了关于图像融合的背景、意义,以及一些国内外关于图像融合研究的发展。其次,介绍了图像融合的相关知识,包括可见光图像和红外图像的特点,图像融合的特点和分类,以及对融合图像从主观和客观的评价标准,还有不同色彩空间介绍。然后,对一些在像素级常用的图像融合方法进行了介绍,并与本文的基于整体变分的图像融合方法一起,用灰度图像融合试验比较结果。最后,在不同的色彩空间下,将红外和彩色可见光图像进行融合,并比较彩色图像融合效果,还提出了一种彩色图像质量改善的方法,来改善彩色融合图像的质量。