21世纪以来，随着社会经济的快速发展，人们越来越关注海洋资源的开发与利用。近几年水下光学成像技术在海洋信息探测中的应用愈加广泛，其中对探测目标的颜色恢复是水下作业的一项重要任务。光在水中的传播意味着其频谱分布会发生相应变化，例如吸收或后向散射，使得照相机所采集的目标图像出现颜色失真，这种失真直接影响图像的质量和使用价值等。因此，建立一种消除失真、恢复图像原本颜色的方法，是水下光学成像的关键环节。通过查阅文献，我们认为现有的方法存在诸多方面的局限性，并不能够完全彻底的解决该问题。为了解决这个问题，本文整合现有资源，依托辐射传递方程，建立一个系统全面的颜色恢复模型。通过辐射传递方程研究光在水中传播的能量衰减；以标准色板为研究目标，提取其RGB图像的信息，建立目标的RGB差值与能量衰减相对应的关系模型，进而实现水下目标颜色恢复目的。本文开篇介绍了图像颜色恢复技术的发展与现状；其次阐述了水下光场分布以及辐射传递方程在能量衰减中的应用；然后对数字图像处理在该模型中的应用进行详细的介绍；最后进行具体实验，验证了该方法的可行性并且建立了图像RGB信息与能量衰减的空间映射模型，实现了水下目标的颜色恢复。