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为了提高时空混合调制型偏振干涉成像光谱仪(TSMPIIS)获得的合成彩色图像的信噪比，通过分析TSMPIIS 获得的图像-光谱数据立方体特征，提出采用图像融合技术来提高合成彩色图像信噪比的策略：用高信噪比的全色图像去融合高光谱的彩色合成图像，得到既具有高的信噪比又具有高的光谱分辨率的彩色图像。具体采用了三种图像融合方法(FFT(快速傅立叶变换)增强型IHS(色度-饱和度-强度)、IHS 方法和小波变换方法)进行对比实验，实验结果表明FFT 增强型IHS 方法使得融合图像在信噪比和光谱之间建立了很好的平衡，极大地提高合成彩色图像的信噪比，以非常低的成本显著地提高了TSMPIIS 图像的质量，这必将扩展仪器的使用范围。