雾和霾是海上常见天气现象,雾和霾等恶劣天气致使海上能见度下降,船舶监控设备获取的视频流图像往往发生严重降质,致使船舶驾驶员通过视觉获取海上航行信息的可靠性下降,因此严重影响了船舶在雾天航行的安全性。为了提高船舶在雾天航行的安全性,本文对航海视觉信息增强系统展开了研究。论文主要完成以下工作：(1)提出了海上图像去雾的改进算法。通过建立海上雾天图像的退化物理模型,并分析雾天海上图像退化的原因和单幅图像去雾的病态性,该算法针对He提出的暗黑通道估计大气光的方法进行了改进,采用暗黑通道先验知识初步估计海上图像的透射率,利用引导图像滤波对初步估计的透射率进行细化,并针对海上大面积天空的特点对全局大气光的估计进行改进,最终根据雾天图像的退化模型恢复出无雾图像。(2)提出了视频流实时去雾的改进算法。该算法主要采用数学中不等式缩放理论估计出每帧有雾图像的透射率和全局大气光,然后根据雾天图像退化的物理模型恢复出每帧无雾图像。本文根据海上监控视频具有大面积天空和海水,对该实时去雾算法中的均值滤波参数和调节亮度参数依据航海目标细节恢复程度和图像对比度等因素进行估计,从而实现了海上监控视频图像分辨率640×480下的实时去雾。(3)提出了航海视觉增强系统的架构,并初步实现了船舶航行信息和虚拟航海环境的虚实融合,并解决了航行信息虚实融合等一系列问题。本文实现了航海视觉增强系统中的视频流去雾模块,包括图像去雾模块和视频去雾模块；针对航海视觉增强系统中的虚拟通道模块,本文实现了虚拟航海环境的实时绘制和航行信息虚实融合,为航海视觉增强系统的进一步研究和开发打下了基础。