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非下采样轮廓波变换（NSCT）中存在低频子带系数不稀疏、分解级数难以选择的缺点,而稀疏表示的融合方法易造成图像的纹理和边缘等细节趋于平滑。针对上述问题,提出一种基于NSCT和稀疏表示的多聚焦图像融合算法。对图像进行1级NSCT分解;对低频子带系数采用稀疏表示的方法进行融合,对高频子带系数采用一种方向特征对比度取大的方法进行融合;经NSCT逆变换后得到最终的融合图像。实验结果表明,该算法提高了图像的主观视觉质量,在客观评价指标上也有所提高。