海面红外搜索与跟踪系统是一种被动式的红外探测系统，主要用于自主搜索、检测、获取、跟踪和指定潜在目标,具有隐蔽性好、抗电磁干扰能力强、角分辨率高和视场广阔等优点，已成为现代海防和海上救援领域的重要装备之一。由于距离远，目标成像面积较小，且容易受到复杂背景杂波和波浪干扰,使得海面红外搜索与跟踪面临最大挑战就是小目标的检测。近年来，为了准确地提取被淹没在复杂海面背景下的红外小目标，红外小目标图像局部差异模型在小目标检测中的直观性和高效性引起了很大关注。然而，海面上起伏的波浪仍旧是困扰海面目标检测的一大难题。　　为了解决海面红外小目标检测面临的难题，本文分别从红外小目标图像局部差异特性理论和海面波浪干扰难题的两个角度出发，对海面红外小目标的检测技术进行了深入研究，开展研究工作如下：　　①首先分析了复杂海面下小目标的红外图像成像特性，指出了海面红外小目标图像的局部差异或突变特性以及小目标区域与周围背景具有显著的不连续性的特性；通过波浪形成机理和波浪波动学说引入波浪波动形态特性的理论，分析了流体波浪的形态波动特性与刚体目标形态不变的特性。　　②针对复杂海空背景下海面小目标检测的困难性，提出了海面小目标检测算法的整体算法，同时分析和对比了常见的图像预处理算法和海天线检测算法，确定适合本研究的最佳预处理算法和海天线检测算法，降低目标检测算法的虚警概率和提高检测算法的执行效率。　　③提出一种基于改进局域对比度的海面红外小目标检测方法。该算法引入方差加权信息熵，增强目标与背景杂波的显著性度量差异，然后通过自适应阈值从改进的局部对比度显著图中提取出目标。本文算法在保证低虚警率的基础上，较大程度上提高了海面红外小目标检测的检测率。　　④针对波浪干扰，本文利用目标形状不变性与波浪形状波动特性，提出了一种基于波浪波动分析的海面红外小目标识别算法。试验结果表明该识别算法在一定程度上解决了海面红外小目标检测与跟踪过程中的波浪干扰难题，提高了海面小目标检测的准确性。　　理论分析和试验结果表明，本文研究方法不仅能有效提高海面红外小目标的检测率，而且还在一定程度上解决波浪干扰难题，为海面红外小目标检测与跟踪系统性能提升提供技术支持。