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就研究层次和研究算法上来看，早期的图像融合由于技术不发达，而且研究的人员较少，因此大多是针对像素级的。此阶段方法有滤波法、加权法、IHS 变换等。早期的算法都是属于空间域上的算法，没有很多的计算，复杂性较小。在融合处理阶段，不需要对融合的图像进行分解变换，只是对每幅图片中的单个离散的像素值进行简单的数据运算，而且融合处理只是在一个层次上进行的。80 年代中期金字塔[1]算法被许多学者陆续的提出，其中包括比率低通金字塔、拉普拉斯金字塔、梯度金字塔等。这些算法都具有较强的实用性，所以有学者开始尝试将这些技术应用到图像处理中来，如多聚焦图像[2]的融合，多光谱图像的融合，以及可见光图像和红外图像的融合。多聚焦图像也是在这个时候被人们所注意到，开始走上历史舞台的。有学者提出了基于拉斯金字塔算法和梯度金字塔算法图像融合，有学者提出了基于低通率的金字塔算法。90 年代初期，又有学者提出变换域中的小波方法。人们对小波算法进行众多的改进，其主要是针对小波分解后的高频系数和低频系数的选取，使图像融合技术[3]的研究呈不断上升趋势。63783
随着人们研究热情的高涨，金字塔算法和小波变换技术的日益成熟，人们发现金字塔变换和小波变换都有其局限性，所以提出了一些改进算法。有学者提出Contourlet 变换是一种灵活的多尺度、局部的、方向性的分析算法，而且可以很好地捕捉图像中的几何结构，克服了以往小波变换中一个很难解决的问题——平移不变形问题，因此陆续的有人提出了将 Contourlet 变换用于图像融合中。此外还有学者提出了将 PCNN 算法[4]运用到图像融合中,也得到了比较可观的效果。论文网
国外在显微融合技术上的研究已经趋于成熟和实用化，理论上SK Nayer和Y Nakagawa早在1994年就提出了针对显微图像[5]序列的特点的shape from focus融合算法；此后SC Tucker又提出了基于廉价显微镜的融合系统；AG Valdecasas等对显微融合算法进行了改进；B Forster又基于复杂小波对算法进行了提升。而在应用上，已有多套显微图像实时融合系统广泛应用，如Syncroscopy公司的Auto_Montage显微融合软件系统(www.syncroscopy.com)；Helicon公司的Focus系列显微分析软件（helicon.com.ua) ；Stuart Ball发明的DEEPFOCUS显微融合系统（www.dipteristsforum.org.uk/deepfocus）；以及开源显微图像融合软件CombineZ（www.hadleyweb.pwp.blueyonder.co.uk）。这些国外的显微融合系统在图像融合处理的效果和速度上都已能满足实时系统的要求，不过由于它们价格昂贵以及技术上的保密，对于我国显微融合技术的发展只能起到比较和激励作用，很难有实质上的帮助。
在国内，山东大学的测试计量技术研究所利用数字图像处理技术，研究了显微镜景深自动扩展技术，对多幅各层面聚焦图像进行处理，得到各点均清晰聚焦的整幅图像。国际知名的显微镜品牌麦克奥迪和北京航空航天大学图像处理中心合作通过聚焦算子实现序列图像的融合研究了基于聚焦合成的显微三维成像系统的软件[6]，目前已经集成于麦克奥迪某些型号的图像处理软件中。但是国内对显微图像融合技术领域的研究与开发不论从融合质量还是速度上都与国外有着较大的差距，因此急需科研上的创新和提高。