近几十年来,军事领域上越来越广泛地应用红外技术,而复杂背景下红外弱小目标的检测技术更是重中之重,关系到国家安防的问题,是红外搜索系统中的重要技术点之一。远距离的红外弱小目标检测也是军方重视的问题之一,该问题成为红外技术研究的热点。由于目标对比度低,尺寸小,无纹理和形状特性,使得目标在检测过程中有一定的难度。如果目标处于复杂的背景下,由于复杂背景噪声、杂波较多,会增加弱小目标检测的难度,并使得目标检测时的虚警率变高。所以,随着红外图像处理技术的快速发展,弱小目标检测的研究受到广泛的关注,含有弱小目标的红外图像的需求快速增长,但由于获取红外图像的周期比较长,拍摄的成本比较高的原因,使得红外图像难以获取。为了解决红外图像难以获取的问题,本文主要研究了在复杂背景下红外弱小目标的正演模拟与仿真研究,拟在真实红外背景下人工合成弱小目标,为红外弱小目标的检测提供大量的测试数据。本文的主要研究内容有:(1)研究了红外图像的成像原理,分析了红外图像与可见光图像的区别,并使用了量化指标来对红外图像和弱小目标在红外图像上的局部区域进行特性分析。(2)研究了理想的弱小目标模型,并采用正演模拟技术构建模拟目标,为弱小目标加入噪声、杂波等干扰因素,使得目标尽可能的逼真。并使用真实的复杂红外背景与目标模型进行融合,提高仿真图像的逼真度。(3)基于MATLAB平台,通过正演模拟技术,生成大量不同特性的弱小目标,构建弱小目标的样本数据库。研究了图像相似度理论并用其来检测模拟目标的逼真度,进行了详细的模拟目标与真实目标的对比工作。该研究为红外检测和跟踪等任务提供了大量的红外弱小目标样本,为红外制导和弱小目标的检测跟踪提供了良好的基础。(4)将弱小目标的正演模拟技术应用于红外弱小目标检测中,通过使用正演模拟生成的样本数据作为测试数据源,基于MATLAB/C#平台,分析了图像特性对红外弱小目标检测算法性能的影响。