一种基于Retinex模型的低照度图像质量改善方法，它属于图像处理技术领域。本发明解决了采用现有的低照度图像质量改善算法对低照度图像进行处理时，获得的图像的质量差的问题。本发明首先通过Retinex模型对数字图像进行分层得到细节层图像以及光照层图像；其次设计一种非线性全局亮度映射函数，对于光照层图像进行映射得到光照层增强图像；再次设计一种非线性细节层图像映射函数，对于细节层图像进行拉伸得到细节层增强图像；最后对细节层增强图像以及光照层增强图像每个像素进行乘运算，合成低照度增强图像。本发明方法可以应用于改善低照度图像的质量。