舰载红外警戒系统(SIRST)的探测目标为低空飞机和掠海导弹，目标成像在海天线以上接近海天线的地方。所成图像的背景出海背景和天空背景两部分组成，背景比较复杂，由于成像距离远，目标在成像平面上只占几个像元，并且淹没在背景杂波里，信噪比很低，给目标的识别带来很大的困难。因此，研究在海空复杂背景、低信噪比条件下目标检测技术，对提高海空背景下弱点目标的识别性能，改善系统的作用距离具有非常重要的意义。本文首先介绍了图像预处理技术，并对几种预处理技术进行了仿真及分析，有利于后续的目标检测。其次，研究了海空背景图像的背景分割技术，并在已有的海空背景分割算法的基础上，利用在海空背景中海背景和天空背景的灰度差异较大并且目标的灰度具有奇异性的特点，提出了一种基于红外图像灰度特征的海空背景目标检测算法，此算法不需要太多的目标先验知识或假设，以背景的灰度差异为主，进行背景分割，针对远距离目标总是出现在海天线附近的特点分离出真正的目标。仿真结果表明了改进算法的可行性和有效性。