红外成像末制导信息处理系统是拦截器的核心组成部分,而成像弱小运动目标的检测与识别、成像斑状目标实时稳定跟踪又是该系统中的关键技术,本文分四方面对上述问题展开了研究。提高低信噪比条件下点目标检测能力是增大拦截器深空探测目标距离的关键。根据深空背景红外成像图像的特点,提出一种分两级的低信噪比点目标实时检测算法,第一级为基于指数衰减和方向加权动态规划的目标能量积累检测算法,第二级为基于轨迹关联和滑动置信度检验的目标轨迹检测算法。整个算法的目标检测能力强,计算结构简单、易于软硬件分割实现,实时性强。提高云杂波背景下成像弱小目标检测能力是增大拦截器低空探测目标距离的关键。空气阻力引起探测器颤动和视线角非规则变化,即使经过稳像也不可能完全消除图像平移、旋转效果,使得目标时域信号随机起伏,从时域难以有效检测和识别目标。提出一种采用快速交互多模粒子滤波器从时域积累增强目标信号,然后利用目标和云杂波经过像元的不同时域特性以及云杂波空间相关性的时域——空域自适应滤波弱小目标检测算法。理论分析和实验结果表明,在探测器颤动条件下该算法能有效检测出云背景前的中、低速运动弱小目标。在拦截器接近目标的最后阶段,斑状目标的高精度稳定跟踪是目标拦截成功的关键。因跟踪过程中可能有诱饵和碎片等目标干扰,为确保对攻击目标的稳定跟踪,本文提出了一种在全视场快速检测、跟踪所有目标,联合利用所有目标、多帧图像信息可靠识别与跟踪目标的算法。该方法针对硬件加速进行了专门设计,是一种实时算法。实验结果表明,该方法目标跟踪稳定性高于仅对单个目标开窗跟踪的方法。结合国家“863”项目——“红外末制导信息处理系统”的研制,为实现系统高速、快响应的目标,讨论了信息处理系统的结构,设计了基于多任务实时操作系统的处理机软件系统和上述目标检测、跟踪算法的硬件加速电路。试验结果表明,系统具有稳定可靠、响应快的优点。