光傳播時會接觸大氣中懸浮的顆粒物，有一部分光被顆粒物散射，接收到的光會減弱。散射和懸浮顆粒的大小、類型、分布及方向有很緊密的關系。依據米氏散射理論，McCartney在1975年提出的大氣散射模型，這個模型分析了霧天圖像成像降質退化的機理，把光學傳感器接收到的光分為兩個部分：一是目标物體反射的光，反射光在從目标物體傳播到成像裝置傳感器的過程中，被大氣中懸浮着的顆粒物吸收和散射，是以成像裝置接收到的光會受到衰減，最終導緻成像亮度降低，對比度下降；二是周圍的環境光（大氣光，大氣光的主要來源為直射的太陽光、大氣的散射光以及地面反射光等），在成像過程中，環境光（大氣光）也作為成像的一部分輸入光，同樣地，在大氣光傳播到成像裝置的過程中也會被大氣中的顆粒物吸收和散射，通常這部分光的強度大于目标的反射光，是以會使得圖像變得模糊。最終，成像裝置傳感器接收到的光的強度為目标物體反射光和大氣光發生吸收和散射後剩餘的光的強度。這兩部分可以分别用入射光衰減模型和環境光模型（大氣光成像模型）來表述。但是大氣散射模型的成立需要一定的條件，首先成像裝置與目标物體的距離不能過遠，一般在幾千公裡的範圍内；其次，大氣中懸浮的顆粒物類型和密度是趨于均勻分布的。
