海上目标检测在海洋安全建设和海上紧急搜救等方面都具有重要的应用价值。由于具有昼夜监测、透雾能力强等优点,使得红外成像技术在海上目标检测等方面具有不可替代的重要作用。然而受自然条件以及探测器等因素的影响,红外图像容易出现模糊、非均匀性等问题,使得复杂环境下红外目标的检测面临极大的困难与挑战。为了更好地实现海天背景下红外目标的检测,本文分别针对块效应去除、海天线提取以及海面红外图像目标检测三个问题开展了以下的研究工作:1)针对海上红外图像在低码率下的块效应问题,提出了一种基于迭代约束优化的块效应去除。该技术首先根据块效应的成因设计了一种衡量块效应程度的度量方法,然后基于直流分量补偿模型构建了一个约束优化目标函数,接着采用约束优化迭代算法获取每个图像块的最优补偿值,最后结合后处理方法实现红外图像的块效应去除。实验结果表明,该技术能有效降低图像块之间的灰度落差,更好地去除红外图像中的块效应,改善了图像质量,有利于后续的海天线检测与目标检测。2)针对海天背景下红外图像的海天线检测问题,提出了一种基于边界先验双模型贝叶斯决策的红外图像海天线检测技术。该技术首先基于边界先验信息构建了两个贝叶斯决策模型,然后通过海、天图像块的粗划分与细划分,得到图像海、天区域的分割结果,最后利用RANSAC技术对海天线候选点进行直线拟合从而实现了海天线检测。实验结果表明,该技术能快速、有效地检测出复杂海杂波干扰下的海天线,提高后续目标检测的准确度和速度。3)针对海面红外目标检测问题,提出了一种基于海水背景的离散余弦域海面红外目标检测方法,该方法首先利用模糊C-均值方法提取单帧图像的纯海水背景区域,然后利用纯海水背景设计了一个高斯背景抑制滤波器,最后通过对非纯海水背景区域进行频域滤波实现了前景目标的提取。实验结果表明,该方法能准确、有效地检测出海面背景中的红外目标,并且具有较好的背景抑制效果。