在对常用的运动目标检测原理和实现算法的研究分析基础上，针对船用光电跟踪监视取证系统这类摄像机与目标都处于运动状态的目标跟踪问题，采用基于模板匹配的相关跟踪算法实现对运动目标的检测，提供伺服系统目标偏转角度使其完成对运动目标的实时跟踪。 相关匹配是基于图像相似性度量，在现场获取的图像中寻找最接近目标模板图像区域的一种跟踪方式，它避开了图像分割等特征提取的处理过程，只在原始图像数据上进行运算，保留了图像的全部信息，在复杂环境场景中是一种切实可行的跟踪测量算法。 相关匹配算法计算耗时过于庞大，针对这个问题，提出了采用粗精结合的两极相关运算，第一级粗相关运算采用模板亚采样模式，得到可能性最大的四个定位点，第二级精相关运算以四个定位点为中心的3×3邻域做全模板的匹配计算，达到减少计算、节约运算时间的目的。 相关算法的实现，模板的选取与更新是非常重要的，提高模板的信噪比能有效地提高相关匹配的可靠性。对初始模板的选取做了讨论，同时分析了目标比例变化与旋转对模板变化的影响，采用对模板进行中心加权修正的方法。建立相关跟踪置信度评估、模板更新等策略，以此达到有效地提高目标跟踪稳定性的目的。 采用了数字图像处理技术用以辅助相关跟踪算法的实现。通过图像预处理对相关匹配的影响分析，选择采用中值滤波对图像进行预处理，以实现提高图像信噪比的目的。初始模板选取信噪比比较高的图像，有助于提高相关匹配的可靠性，选择采用Sobel算子作为边缘检测工具，选择纹理较复杂的区域作为初始模板。采用迭代阈值选取方法，有效地对匹配子图进行目标分割，提高了目标的定位精度。采用工控机实现功能，考虑到系统的实时性需求，对中值滤波算法和Sobel算法进行了改进。