本发明公开了一种基于人眼视觉感知机理的水下图像清晰化方法，包括：光场相机采集水下的目标物图像，通过调整水体的浑浊程度和光场相机与目标物的距离两个变量从而获得四维光场图像数据，根据不同的水体深度测量水体中光的衰减系数；通过焦点堆栈的方式求取不同浑浊度水下的全聚焦图像，通过模拟大脑神经元之间的相互作用模拟获得不同浑浊程度的水下图像场景光和衰减系数参数，将以上参数代入水下成像模型中获得水下去模糊图像；模拟人眼视网膜成像的处理机制对去模糊图像进行颜色矫正、动态范围扩展和对比度调整获得水下清晰图像。