随着遥感技术的快速发展,采用遥感图像进行船只目标跟踪的应用需求日渐突出。本文围绕船只目标跟踪应用,分别从预处理环节的水陆分割、船只目标跟踪算法、船只目标跟踪的SoPC(System on Programmable Chip)实现三方面展开研究:(1)针对大尺幅遥感图像的水陆分割应用,本文提出了一种结合区域统计特性分析和Otsu的分割方法。由于引入区域统计特性分析,克服了传统Otsu算法对灰度变化敏感的缺陷;通过采用单维特征进行区域属性表征,有效降低了算法运算量。研究结果表明,该算法在保证分割准确性的前提下,具有较快的处理速度,能满足后续船只目标跟踪应用对水陆分割环节准确性和实时性的要求。(2)针对实际应用需求,本文设计了一种光学遥感场景下船只目标跟踪方法。该方法思路可概括为:对动态背景差分所检测到的候选目标,利用水陆分割结果和候选目标属性进行两级虚警剔除,然后基于特征匹配完成帧间目标航迹关联,实现目标稳定跟踪。其中,本文提出的基于目标特征匹配和置信度判断的方法可有效解决航迹关联过程中的碎云干扰问题,通过引入丢失预测机制可实现船只入云后的再跟踪。实验结果表明,该算法对系统震颤、短时云层遮挡、航迹交叉等问题有较好的鲁棒性。(3)在算法研究的基础上,完成了以双核ARM处理器为核心,以可编程逻辑为补充的嵌入式SoPC光学遥感图像船只目标跟踪系统设计。具体工作包括SoPC整体架构设计、基于算法各功能模块特点的软硬件划分、软件开发、硬件开发以及软/硬件交互机制设计。系统测试结果表明,本文开发的嵌入式SoPC船只目标跟踪系统能够满足实际应用对鲁棒性、实时性的要求。