本文以“XX红外跟踪系统”项目为研究背景，针对系统中的非合作空目标检测任务进行研究。由于目标在机动过程中，与红外传感器距离不断变化，在红外成像中可能表现为小目标或面目标。为了实现目标的全程检测，本文分别开展了红外弱小目标检测和红外面目标检测技术的研究。全文共分三个部分：第一部分对红外弱小目标检测技术展开研究。首先对红外小目标图像的特性进行分析，在此基础上研究了基于背景预测的红外弱小目标检测技术，最后针对当场景中包含地物背景时检测结果中虚警较多的问题，提出了基于形态学梯度的感兴趣区域提取算法，实现了对虚警的有效抑制。第二部分针对固定模板红外弱小目标检测方法不能根据小目标的尺度变换自适应作出滤波调整从而性能受到限制的问题，展开了基于自动尺度提取红外小目标检测技术展开研究。首先研究了尺度空理论及其离散化实现技术，在此基础上对自动尺度提取原理介绍，最后对基于自适应尺度选择的红外小目标检测算法进行研究，并进行改进。实验证明，此方法对尺度可变小目标的检测取得了良好的效果。第三部分开展了红外面目标检测技术的研究。首先研究了基于阈值分割的红外面目标检测技术，在此基础上针对红外面目标图像边缘模糊的特点，提出了基于形态学梯度的红外面目标检测算法，能够综合利用的目标的强度和边缘信息，对于起伏背景下红外面目标检测取得了一定的效果。