复杂背景下海面红外弱小目标快速检测技术是海面制导应用的基础,研究和分析复杂背景条件下弱小目标检测理论可以有效地提高目标检测的距离和精度。由于观测距离远,实际观测的弱小红外目标分辨率低,无有效纹理信息,无明显几何信息,无表面灰度响应变化,这些导致实际的检测课题面临巨大挑战。针对复杂背景下海面红外弱小目标快速检测关键问题,论文的主要工作及创新如下:针对红外图像信噪比低,被观测目标在图像中对比度弱的特点,本文提出了基于高斯拟合构建出具有目标导向特性的对比度自适应增强策略。首先通过统计目标图中的主要信息区域,构建目标权重矩阵,利用权重矩阵实现了目标导向的高斯拟合对比度增量重分配策略,最终实现了基于高斯拟合的灰度重映射增强函数。为了进一步适应复杂环境下同时对多目标增强的需求,本文进一步改进了单高斯拟合策略,构建了以分段高斯拟合为基础的对比度增量重分配函数,通过多个高斯峰的加权融合实现了多目标导向增强问题。算法思路简单,复杂度低,具有完善的理论基础,便于工程应用。研究基于暗通道理论的图像去雾理论,分析了该理论在海面红外图像去雾中的去雾强度有限的原因。分析了可见光图像和海面红外观测图像的模式分布差异。针对暗通道理论对红外远距离小目标去雾增强效果有限的问题,设计了定向增益改进透射率矩阵的区域增强算法。基于该增益算法,构建了参数优化模型,并设计实验验证了本文的海面红外目标去雾算法的去雾效果。研究基于相位编码的海天线定位算法,分析了基于海天线的直线响应强度提取海天线策略的优缺点,并提出基于相位编码和累计方向响应进行海天线检测的新策略。为配合相位编码,本文构建了适用于海面检测的窄带相位编码滤波器。通过构建竞争编码策略,在相位编码基础上构建相位组分连通体。利用相位组分联通体的融合策略完成线响应统计,最终检测出直线响应强度满足条件的海天线。通过设计实验,完成了不同环境条件下的检测测试,证明了算法的高鲁棒性。研究基于灰度形态学滤波理论的目标信噪比增强算法。分析了基于二阶导函数的信号峰值检测原理,构建了具有完善理论基础的各向异性滤波器:提出基于各向异性高斯差分函数构建适用于各向异性峰值信号检测的滤波策略。分析并验证了各向异性高斯差分滤波器对目标在尺度和方向上的选择性。进一步,通过设计多方向和多尺度滤波器组完成对特定尺度和几何形状目标的定向滤波。通过实验,证明了滤波器的强抑噪能力。研究基于空域和时域融合以提高弱小目标信噪比的策略。分析了动态规划策略在时域上弱小目标检测中的应用原理。设计并实现了时域上基于目标相关性的的能量累积增强方法:首先利用各向异性高斯差分滤波提取目标的方向概率分布,通过融合空域目标在帧间运动的局部性和目标自身的方向特征完成了帧间目标相似性评价函数。通过结合目标的空间位置信息和有限的表面灰度特征,算法很好地克服了目标运动的随机性造成的匹配约束问题。通过实验,证明了本文提出的时域内弱小目标能量累积策略的有效性。