水底世界蕴含丰富的自然资源,由于资源的日益紧缺与越来越凸显的环境问题,人们逐渐将目光投入到对水下世界中。全面掌握水下信息可以为合理地利用水下资源提供有力的指导,具有重要的战略意义。水下光成像是获取水下信息的主要途径之一,但是由于水体对光的衰减作用,与正常图像相比,水下图像通常退化严重,存在着能见度低、对比度缺失以及偏色严重等问题。本文的主要目标在于通过对水下图像进行处理,提升退化图像的质量,改善其视觉效果,突显出图像中的有效信息。本文的主要工作有以下几点：第一,对光在水中的传输特性进行了分析,明确了水下图像退化主要是由于水体对光的散射和吸收作用引起的。依据光在水中的传播特性,介绍了水下图像成像的物理模型,为后文奠定了理论基础。同时介绍了几种常用的水下图像增强方法,并通过仿真实验分析了算法的优缺点。第二,针对水下图像退化严重的问题,本文提出了一种基于暗通道先验与颜色校正的水下图像增强算法。首先通过结合色饱和度图改进背景光估计错误的问题,其次利用暗通道先验原理估计出红色通道的传输图,并引入两个控制参数估计不同波长之间的衰减系数比,依据估计的衰减系数比得到另外两个颜色通道的传输图,在估计得到背景光和传输图后对水下图像进行还原。由于还原后的图像依旧存在色偏问题,因此引入颜色校正的方法纠正图像的颜色偏差。处理结果显示本文算法可以有效提升水下图像质量,改善图像的视觉效果。第三,为了更加方便的对水下图像进行处理,发挥不同算法的优势,本文设计了用于增强水下图像视觉效果的水下图像处理软件。软件以C++作为开发语言,使用MFC搭建软件界面,并结合OPENCV简化算法实现过程。软件集成了图像浏览,直方图处理、Retinex图像增强,暗通道先验等功能。