目标检测技术是天基红外监视系统的关键技术,是一门对实时性要求比较高的技术。但是卫星全天时全天候监测,星上下传的数据量比较大,需要研究目标检测的并行加速技术,以满足系统对计算效率的要求。高性能计算技术的发展为并行化研究提供了软硬件平台。本文主要基于目前主流的集群架构和MIC架构进行目标检测算法的并行实现。论文的主要研究内容由以下几个部分构成:第二章介绍了并行计算机的模型以及并行编程语言,分析了红外探测成像模型以及成像特性,分析了先检测后跟踪的红外图像检测算法的流程,并针对目标检测中的典型的背景抑制算法进行检测性能分析以及并行性分析,这些介绍为三、四章的算法的选取以及并行设计提供理论基础。第三章提出了一种基于MPI+OpenMP的目标检测层次化并行方案,并基于集群环境测试分析。仿真结果验证了该模型对于目标检测算法的适用性,为第四章的并行实现提供很好的借鉴。第四章提出了一种基于MIC架构的检测流程并行实现方案。首先介绍了MIC的软硬件结构、特有的编程模式、并行设计优化策略;然后按照MIC并行设计流程,对特定的目标检测算法各部分进行计算复杂度分析,提出合适的MIC移植方案;最后再作进一步的优化,设计并实现其在MIC架构的并行处理。总之,论文的研究内容能够应用于光学弱小运动目标检测技术中,对天基红外监视系统、导弹防御系统的发展提供一定的支持。