水下视频图像往往存在模糊、对比度低、颜色失真、光照不均匀以及可视范围有限等问题,严重影响了对水底目标的观测,因此需要运用图像增强与拼接技术,以获得清晰的宽视野的水下图像。本文从实际应用出发,通过对近海浅水区域水下视频关键帧提取、水下图像增强以及水下图像拼接进行了工程设计性的研究,实现了宽视野高质量水底全景图像的获取,对实际应用具有一定参考价值。本文主要工作与创新点如下:（1）在关键帧提取方面,本文提出一种基于位姿信息的关键帧提取方法。该方法利用姿态信息来对视频帧进行初筛选,使用位姿信息结合相机成像原理求得视频帧之间的单应矩阵,接着使用单应矩阵对视频帧进行投影,进而求得视频帧之间的重叠率,通过重叠率的大小提取关键帧。该方法通过将视频的视频帧与其拍摄时的位姿信息结合起来,增加视频帧的信息维度,提高了关键帧的提取速度,具有计算简单且不受图像质量影响的优点。（2）在水下图像增强方面,本文提出一种改进的相对全局直方图拉伸浅水图像增强（RGHS）方法。该方法在原RGHS方法的基础上通过引入多尺度的高斯函数得到场景的光照分量,使用二维伽马函数来对亮度进行自适应较正;针对原方法在CIELab颜色模型中对L分量进行瑞利拉伸导致某些场景下处理效果欠佳的问题,将其改为相对全局拉伸。实验表明,本文改进后的方法具有更好的增强效果,处理后的图像细节更清晰,色彩更自然,与RGHS方法相比,图像质量平均提升18.5%。（3）在图像配准方面,本文利用位姿信息计算出待拼接图像之间的大致重叠区域,再在重叠区域内提取特征点,能缩小特征点的提取范围,有效减少特征点提取和特征点匹配的时间;在图像融合方面,使用基于动态规划的最佳缝合线算法结合渐入渐出融合来实现图像的融合,能实现较好的图像融合;在全景拼接方面,根据图像之间的匹配关系构建一张有权无向图,得到图像之间的拼接路径,根据拼接路径进行拼接得到最终的全景图。