二十一世纪是海洋开发时代,现在已成为全球共识。在人口急剧膨胀、陆地资源日益枯竭、环境不断恶化的情况下,开发海洋资源是一项影响深远的、面向21世纪的战略选择。水下图像的分析和识别是海洋研究和开发中的关键技术之一,而水下图像是重要依据。但是由于水下图像成像条件复杂、质量较差,难以直接用于海洋工程、海洋科学研究及军事等方面,给实际操作和科研带来了很大的难题。因此我们需要对水下图像作相应的增强处理,使之更加利于图像的高级处理,更加符合人类的视觉特性和机器识别的要求。本文研究的重点是各种图像增强算法以及其在水下图像方面的应用,主要工作如下:首先,从图像增强的基本理论出发,详细介绍了目前几种主要的图像增强方法,比较现有的水下图像增强技术,分析了其实用性和局限性。然后,阐述了水下光学特性以及水下图像的成像原理,为课题研究提供了理论依据。其次,本文首次采用等功率谱的同态滤波法对实际水下图像进行增强处理。同态滤波法可以消除图像上照明不均的问题,增强暗区的图像细节,同时又不损失亮区的图像细节。而等功率谱法能有效的抑制低频分量,更多的保留高频分量。实验证明,细节对比度差、分辨不清的水下图像用等功率谱同态滤波处理后,图像画面亮度比较匀称,细节得以增强。然后,在总结上述内容的基础上,根据水下图像的成像规律和图像特性,同时结合小波变换的优点,本文对等功率谱同态滤波法进行了相应的改进,选用更为合适的系统传递函数,能更为有效的保留高频成分,增强局部细节。通过实验验证,本文提出的这种改进方法能够有效地减轻图像细节的模糊,轮廓更清楚,增强效果有了进一步的改善。