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近年来,随着红外小目标检测技术的发展,人们己经充分认识到了这种技术的重要性,但由于红外小目标具有成像面积小、距离远、细节特征缺失、形状特征微弱、信噪比低等特点,因此,红外小目标检测技术一直都是红外制导系统中的关键技术,对红外小目标检测方法的研究依然是一个很具有挑战性的课题。本文通过对常用的图像预处理、目标检测等算法的分析,总结出了这些方法的优点和缺点,并且针对本项目特定场景和小目标的一些特点,阐述了一种红外序列图像中斑块目标检测的方案。在这套方案中,首先阐述了一种基于数学形态学预处理和小区域内连通域检测的单帧红外图像斑块目标检测方法,由于项目中待检测目标一些固有的特点,依靠单帧图像并不能稳定且准确的检测出图像中的斑块目标,之后结合序列图像相邻两帧之间具有相关性的特点,提出了一种结合了红外图像配准技术的序列图像斑块目标检测的方法,在此基础上对基于SIFT算法的红外图像配准方法做了一定的研究。通过MATLAB仿真结果发现,这种方法大大提高了检测的准确性,减少了虚警率,在一定程度上达到了项目的要求。本文的实时图像处理系统采用FPGA+DSP的结构来完成的。为了达到更高的效率,在系统中将图像处理算法进行分类,作为处理系统的核心芯片,FPGA和DSP分工协作发挥各自的长处。对于算法实现简单、运算量大、实时性高的这类处理过程由大容量、高性能的FPGA实现,发挥了FPGA并行处理的优势,极大地节省了DSP资源,提高了处理速度。并且FPGA对整个系统的总体运行起到了一定的控制作用。由于DSP的特殊结构和优良性能,我们将运算量大、控制复杂并且乘加运算多的目标检测和图像配准算法放到DSP中进行处理,这样划分在最大限度上保证了图像处理系统的实时性。研究表明,在DSP+FPGA的构架上实现的斑块目标检测系统,具有结构灵活、通用性强的特点,适用于模块化设计,有利于提高算法的效率。系统可以充分发挥和结合DSP和FPGA的优势,准确快速地实现红外图像中斑块目标的检测。通过软、硬件的灵活组合,系统可以实现图像处理大部分的相关功能,使之能够运用到各种军事领域。