本发明公开了一种实时的多模态医学图像融合方法,该方法包括:对已配准的若干幅医学源图像进行拉普拉斯金字塔分解得到每一幅源图像对应的低频和高频分量;基于稀疏表示的方法对所有源图像的低频分量进行融合处理,基于系数绝对值的方式对所有源图像的高频分量进行融合处理;将融合后的低频分量与高频分量进行拉普拉斯金字塔重建得到多模态医学融合图像。本发明方法很好地弥补了传统基于拉普拉斯金字塔变换和稀疏表示方法各自的不足,可以获得明显优于传统方法的结果。同时,本发明方法计算效率高,实时性好,在医学临床诊断等场合具有很大的应用价值。