在目标跟踪系统中,特别是复杂背景下对地面目标的跟踪,相关跟踪是常用的一种方法。本文分析了噪声对MAD匹配算子的影响,并对处理方法进行了研究。为了解决跟踪实时性问题,本文采用具有全局寻优能力的遗传算法进行搜索匹配。结合实时图像序列的空间相关特性,从编码、初始化、交义、变异、选择等各个环节进行优化设计,从而提出一种适合于成像跟踪系统的搜索方法。仿真结果表明,此方法满足实时处理的需要,是一种优秀的全局最优算法。跟踪稳健性问题包含许多方面：如何确定初始模板、如何使得模板能够适应目标的几何形变、如何刷新模板等等。本文针对地面目标在一定尺寸内迅速放大这一问题,对上述几个方面进行了系统的研究。根据目标空间梯度变化的丰富性,提出一种确定初始模板的方法；采用仿射变换作为目标形变的运动模型,并给出了仿射变换的计算方法：为了克服仿射变换参数估计的不精确性,采用间隔刷新策略刷新模板；在分析了传统的间隔刷新策略缺陷的基础上,提出改进的间隔刷新策略,使得模板尺寸能够自适应放大,从而有效地跟踪目标。