随着红外技术的发展,红外小目标的检测与跟踪已广泛地应用在医学领域和军事领域,如医疗成像、精确制导和自动控制等。在目标距离红外探测器比较远时,成像平面上的目标所占面积较小,使得红外小目标往往具有较低的信噪比,增加了小目标的检测和跟踪的难度。本文首先介绍了当前国内外红外小目标检测和跟踪的研究现状,提出了小目标检测与跟踪的难点；然后分析了红外辐射特性、背景杂波和噪声特性、红外小目标的几何特性和运动特性。本文主要在红外图像预处理、红外小目标的检测和红外小目标的跟踪三个方面进行了深入研究。红外图像的预处理就是为了增强小目标的信噪比,抑制背景中的杂波。本文介绍了红外图像的几种常见的预处理方法,包括直方图均衡化、高通滤波、中值滤波和差分法等。目前,红外小目标检测的方法主要分为先检测后跟踪和先跟踪后检测两种方法,本文设计的红外小目标的检测方法属于先检测后跟踪的范畴。在空间域,利用形态学Top-Hat算子实现红外图像处理和小目标检测；在频域,利用小波变换实现红外小目标检测：通过融合上述空间域和频域方法,提高红外小目标的检测率。在上述红外图像小目标检测的基础上,本文利用卡尔曼滤波器来实现目标跟踪,通过预测目标在下-时刻的位置,大大地减少了计算量,为小目标跟踪的实时性提供了保证。