本发明公开了一种水下到空气中图像转化的辨识方法及系统，属于图像转换技术领域，包括如下步骤：通过相机分别在空气中与水下拍摄标定板图像，得到若干组空气中标定板图像和对应的水下标定板图像；根据各组空气中标定板图像和对应的水下标定板图像，建立水中标定板图像角点到空气中标定板图像角点的辨识模型；利用最小二乘法和极值定理计算得到待估参数矩阵θ的估计参数矩阵；将估计参数矩阵作为待估参数矩阵θ，利用辨识模型，完成任意水下到空气中的图像转化；本发明解决了无需建立物理模型，直接通过辨识模型实现水中标定板角点到空气中标定板角点转换的问题。