本发明公开了一种基于无监督学习的多曝光图像融合方法,包括:获取同一场景不同曝光条件的第一源图像和第二源图像以及各自的色度分量图像和亮度分量图像;对第一源图像的色度分量图像与第二源图像的色度分量图像进行加权平均融合,得到融合后色度分量图像;对第一源图像的亮度分量图像与第二源图像的亮度分量图像进行卷积神经网络融合,获得融合后亮度分量图像;将融合后色度分量图像与融合后亮度分量图像进行组合,形成最终融合图像。本发明的多曝光图像融合方法采用基于加权结构相似度的损失函数来训练卷积神经网络,使得融合结果具有更强的细节保持能力。