高效的圖像融合方法可以根據需要綜合處理多源通道的信息，從而有效地提高了圖像信息的利用率、系統對目標探測識別的可靠性及系統的自動化程度。以增強圖像中信息透明度、可靠性以及使用率，以形成對目標的清晰、完整、準確的信息描述。

這諸多方面的優點使得圖像融合在醫學、遙感、機器視覺、氣象預報及軍事目標識別等方面的應用潛力得到充分認識、尤其在機器視覺方面。

一般情況下，圖像融合由低到高分為三個層次：數據級融合、特征級融合、決策級融合。數據級融合也稱像素級融合，是指直接對傳感器采集來得數據進行處理而獲得融合圖像的過程，它是高層次圖像融合的基礎，也是目前圖像融合研究的重點之一。這種融合的優點是保持盡可能多得現場原始數據，提供其它融合層次所不能提供的細微信息。

像素級融合中有空間域算法和變換域算法，空間域算法中又有多種融合規則方法，如邏輯濾波法，灰度加權平均法，對比調制法等；變換域中又有金字塔分解融合法，小波變換法。其中的小波變換是當前最重要，最常用的方法。

在特征級融合中，保證不同圖像包含信息的特征，如紅外光對于對象熱量的表征，可見光對于對象亮度的表征等等。

決策級融合主要在于主觀的要求，同樣也有一些規則，如貝葉斯法，D-S證據法和表決法等。

融合算法常結合圖像的平均值、熵值、標準偏差、平均梯度；平均梯度反映了圖像中的微小細節反差與紋理變化特征，同時也反映了圖像的清晰度。目前對圖像融合存在兩個問題：最佳小波基函數的選取和最佳小波分解層數的選取。

很多產線上的產品生產出來之后，都有保護膜作為保護，防止產品上出現指紋、劃痕等缺陷，但包裹保護膜之后，人工對于產品的外觀檢測時間就變得更長，也間接地提高了人工成本，在外觀檢測時，如果引入圖像融合，則會大大減少時間，從而減少成本。

如圖所示為普通光源直接照射帶薄膜物體表面的效果：

物體由于被薄膜遮擋，導致部分表面產生不可避免的反光，從而干擾整體的檢測。

使用四分區時序環形光源，分別獲取四個不同方向的打光效果圖：

再進行多圖像融合，得到如下效果圖：

不難看出，通過多方向光照得出的圖像，通過圖像融合后，薄膜對物體造成的干擾已經微乎其微，很容易就可以對處理后的圖像進行分析，例如OCR字符識別等。