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针对红外搜索跟踪系统对复杂云层背景条件下红外弱小目标检测问题，提出了一种低虚警率的弱小目标稳健检测算法。文章首先定义了复杂背景下弱小目标信杂比，然后利用基于多算子联合滤波算法检测目标，最后基于弱小目标灰度特性及运动特性剔除云层边缘等虚警干扰。实测图像序列目标检测结果表明，算法能够有效检测复杂云层背景中的低信杂比弱小目标，虚警率低，同时算法易于硬件并行实现，已经有效应用到了我们研制的红外搜索跟踪系统实时图像处理机中。