目标跟踪技术在军事、民用、工业等多个领域都有非常重要的应用。但现有的算法仍存在两个方面的问题：即复杂环境下目标难以跟踪和目标难以进行亚像素跟踪。本文主要对微光环境下目标的亚像素跟踪进行了研究,首先研究了现有的目标整像素跟踪算法及亚像素运动估计算法,然后将整像素跟踪算法与亚像素运动估计算法结合,实现了目标的亚像素级跟踪。论文选择了基于块匹配的新三步搜索算法作为目标整像素跟踪算法,Shimizu亚像素运动估计算法作为目标亚像素跟踪算法。在对上述两种算法进行理论研究后,着重对Shimizu亚像素算法的准确性与有效性作了验证。为此,本文设计了两类实验,分别使用了计算机生成的数字散斑图像和摄像机拍摄的真实图像进行亚像素算法验证。在分别研究了两类实验数据的情况下,对算法做出评价,确定了算法的准确性与实用性。最后,本文研究了DSP图像跟踪系统的关键技术,即对图像序列的采集、存储、处理、显示以及人机交互进行研究的基础上,构建了以ADI BF-547为核心处理器的目标跟踪系统,完成了该算法到实验平台的移植,取得了预期的效果。