本发明公开了一种基于粒计算的水下图像增强系统及增强方法，基于非均匀粒度的计算方法，去除水下光照不均和噪声，在保护纹理细节的完整性的同时，实现图像增强。本发明首先提取水下图像的照度信息，按从粗到细的粒度层次逐步对光照信息进行细分，将图像划分为一系列大小和光照强度不同的粒子构成的集合，并定位最适宜亮度粒子，根据每个粒子的亮度情况分别进行照度补偿，获得去除光照不均的水下图像，然后对每个粒子分别进行噪声去除，实现图像增强。本发明不需要光照先验知识，无需手工调节参数，能够根据图像特点自适应分析,增强后水下图像的纹理和细节信息清晰完整。