明明水是无色的，但是水下拍摄的图像往往都是背景为蓝色或者绿色的，这是为什么呢？其实，这主要与水下的光学成像模型有关，光线照射景物反射后到达人的眼睛呈现出景物本身的样子。我们在陆地上看到景物，这个过程中光线经过的介质是空气。但是当在进行水下拍摄时，光线传输的介质变成了水。
景物经过水下介质到达人眼或者其他传感器时，物体基本失去了“彩色”这一属性，大部分图像的背景都呈现蓝绿色，仿佛都蒙上了厚厚的蓝绿色“滤镜”。
水下图像出现“偏色”都是波长惹的祸。我们常常形容颜色为“红橙黄绿青蓝紫”，这句话其实大概描述了人眼的可视电磁波范围。
从光学的角度来讲，人眼可接收到的可视光谱范围约为380~780nm，红光波长较长，约在700nm左右，波长比红光还长一点的，我们称为红外线；同样，紫光波长约400nm，比紫光波长还短一点的我们称之为紫外线。光线在水中的衰减特性与空气中的衰减特性是完全不一样的。在水下环境中，不同波长的光线在水下传播具有不同的衰减率。
其中，在可见光范围内，波长较长的红光的穿透能力最弱，到水下3-4米就最先消失了；蓝光具有较短的波长，在水中的传输距离更远；大部分波段的光在水下传播时都会受到强烈的吸收衰减，只有波长在480±30nm波段的蓝绿光在水中的吸收衰减系数最小，穿透能力最强，故常称该波段为“水下窗口”。光在水中传播呈指数衰减，导致拍摄的图像对比度低并且具有模糊的表面，这往往就是造成水下成像的颜色失真的“幕后黑手”。
那么，有没有办法解决水下图像的失真问题呢？先补偿后增强，修修图还是可以看的。随着海洋开发的需要和不断进步的计算机信息处理技术，通过对成像过程的调控和对退化图像的后续处理，得到清晰完美的水下场景图像已经成为可能。图像复原算法主要指通过对水下图像的退化过程进行建模，通过估计模型参数，反演退化过程获得清晰的水下图像。经典的水下成像系统的计算机模型是 McGlamery 于 1979 年提出。
成像系统所接收到的图像由三部分组成：直接衰减分量、前向散射分量与后向散射分量。其中，直接衰减分量是指在水中未经介质散射，而直接由物体反射回来的光线；前向散射分量是指物体反射的光线经散射衰减后，在较小角度内仍然被传感器采集到的部分；后向散射分量是指除了景物反射的光线以外，环境中的背景光以及由周围物体经散射后的衰减光进入传感器的部分。依靠图像的先验信息和模型参数就可以复原出真实的水下场景。
水下图像要复原的内容主要包括两个部分：补偿+增强。首先，根据不同波长光线的衰减特性，对退化较严重的通道进行补偿，修正图像色度；其次，在色度调整的基础上增强图像，提升图像的对比度，使图像拥有更加醒目的视觉效果，更加明显的图像细节。