本发明公开了一种基于稀疏字典学习和剪切波的图像融合方法，基于稀疏字典学习和剪切波的图像融合方法，包括如下步骤：步骤1，对已经配准好的两幅源图像进行剪切波变换，以获得对应的低频子带系数和高频子带系数，步骤2：对低频子带系数进行稀疏字典学习，并进行融合得到低频融合系数；步骤3，对高频子带系数采用同一尺度下方向子带绝对值和取最大值的方法进行融合，得到高频融合系数；步骤4，对所述低频融合系数和高频融合系数进行剪切波逆变换，得到融合图像。本发明可以将图像分解为更多的方向子带，为后续图像融合处理提供更多方向子带信息，能够准确捕获图像中的边缘信息，最终提高了图像融合质量。