本发明提供了一种多曝光图像融合方法，能够避免现有普通相机在高动态场景成像过程中曝光不适当的问题。本发明采用NSST对源图像进行多尺度和多方向分解，其基函数的支撑区间为梯形，其方向斜率会随着分解尺度不断变化，因此能够更有效地提取各个方向上的边缘信息；除此外，NSST在分解过程中也不存在下采样的操作，避免了图像细节信息的损失。本发明获得细节层图像和近似层图像，避免了变换中的下采样过程，保证图像信息在变换过程中不丢失。从多曝光序列选取部分曝光情况不同的图像，依据高频和低频系数各自的特征，分别建立融合规则，直接融合，该方法简单有效。