本文针对双谱段夜视图像实时彩色合成的工程应用需求,主要对双谱段夜视图像的融合处理算法和色彩传递算法进行了深入研究。对常用的图像融合算法进行了仿真与分析,确定了多分辨分析方法来实现双谱段夜视图像的融合处理。经过进一步仿真测试,发现非下采样Contourlet变换的图像融合算法处理的双谱段夜视图像结果最为显著。同时,为了克服非下采样Contourlet变换算法不能有效突出有用目标信息的不足,将显著性区域图像处理方法引入到图像融合处理过程中。实验结果表明新建立的算法不但能够有效融合双谱段夜视图像,而且可以有效突出有用的目标信息,有效提高了合成图像视觉效果。针对现有夜视图像色彩传递算法处理结果色彩偏差太大的问题,首先对Lab颜色空间下色彩传递算法进行优化和改进,建立了Lab颜色空间下参数可调的色彩传递算法。该算法可针对不同的夜视景物,采用同一幅参考图像进行色彩传递。然后,在YCb Cr颜色空间下,设计了参数可调的控向金字塔颜色传递算法,实验结果表明,在YCb Cr颜色空间下的参数可调控向金字塔算法处理色彩传递效果优于Lab颜色空间下的参数可调色彩传递算法和其它经典的色彩传递算法。最后,对设计的双谱段夜视图像彩色合成算法在DSP上进行C语言的编程测试,结果表明,本文设计的算法满足工程实时处理的应用需求。