随着传感器技术的发展，传感器的应用越来越多。不仅在军事中得到广泛应用，而且由于传感器价格的降低，在民用中也得到了很好运用。由于单一传感器并不能全面准确的描述目标，近年来，国内外以巨额的投资进行多传感器系统的研制，并取得了一定的成果。多传感器融合是多传感应用的重要领域，有很多学者和院校正在研究，但主要针对像素级的，而像素级融合计算量很大，针对这一问题，本文研究了特征级融合，并对红外和可见光两种常用的传感器，主要进行了特征提取方法的研究。本文首先讨论了传统的特征提取方法。几何矩不变性，Hu矩和仿射不变矩的多项式的构造，还讨论了常用的共生矩阵特征量。针对组合多项式包含冗余信息，并且不能有效地提取目标的细节信息，研究了Zernike矩和小波矩。针对小波矩不能满足仿射不变性的问题，提出了小波和仿射不变矩的组合矩的特征提取方法。其次，针对红外和可见光的特点，研究了红外图像形状特征提取和可见光图像的边缘特征提取。红外传感器获取的图像目标和背景的差异明显，讨论了红外图像的阈值分割算法，并对分割后的不同类型目标进行了不同矩特征提取和结果分析；可见光传感器能获取图像目标的细节信息，讨论了可见光图像的边缘检测算子，并对检测后的不同类型目标进行了不同矩特征和共生矩阵特征提取和结果分析。最后，针对红外和可见光图像传感器的互补优势，研究了红外和可见光图像的特征提取和融合方法。首先利用红外图像检测目标区域，然后映射到可见光图像中，然后分别提取红外图像目标的形状特征和可见光图像的边缘特征，最后对两者的特征向量进行融合。融合的特征包含目标的更多信息，能更准确描述目标，为后续的目标分类识别提供了很好的判决依据。