对数图像处理模型已经广泛的形成并且应用于图像处理的很多领域，包括边缘检测、图像增强和图像恢复等等。本文针对随机缺陷版图图像的预处理和航拍影像去雾处理技术，对该类模型及其应用做了详细的研究。本文首先介绍相关的对数图像处理模型及其应用发展。其次，基于SLIP(Symmetric Logarithmic Image Processing)模型，提出一种SLIP模型的图像增强新算法。该算法既能以反射光图像的模式对图像进行增强，又能以透射光图像的模式对图像进行增强。通过主观评价和熵增强方法(EMEE, Evalution Measure ofEnhancement by Entropy)客观评价，结果表明该算法不仅能增强图像的细节，还能提升图像整体对比度。然后，对雾天降质图像进行分析研究，提出基于SLIP模型的视频图像二次去雾方法。该方法是将雾天降质图像清晰化的两类算法结合起来，在物理模型一次去雾的基础上，对每帧视频图像进行I分量SLIP图像增强的二次去雾处理，从而实现视频图像清晰化的目的。最后，针对目前人类视觉系统很大的变化性以及对图像需求不同，提出一种新的PSLIP(Parameterized Symmetric Logarithmic Image Processing)模型。该模型建立了一种可以处理图像负值部分的带参数的对称结构，同时该模型很好的综合了PLIP模型对图像中感兴趣的部分进行自适应调整的特性和SLIP模型可以同时处理反射光图像和透射光图像的特性。为了验证该模型的有效性，将该模型应用于边缘检测和图像增强中，形成PSLIP边缘检测和PSLIP图像增强算法。结果表明，其边缘检测和图像增强的效果均优于现有的对数图像处理模型的。