由于成像原理以及探测器件的限制，红外图像一般存在对比度低、图像细节不清晰等劣势，因此红外图像增强处理是极为重要的一个环节。但是基于8位图像数据的增强处理已不能满足现实中大动态红外场景的状况以及人们对图像细节的视觉和探测要求，因此研究高动态范围的红外图像细节增强成为红外图像增强的发展趋势。本文在分析了传统红外图像增强处理的各种方法原理以及其优缺点之后，提出了基于图像分层和动态压缩的图像细节增强算法。本文首先对比分析了几种双边滤波的加速方案，最终论证和采用提升余弦的数学方法，并在算法中再次进行了近似灰度级动态范围和级数截断的优化加速；同时利用图像梯度信息以及像素位置信息对背景图进行了优化的加权直方图动态压缩；最后针对双边滤波后图像残存椒盐噪声的特性提出伪中值滤波方法进行滤波。本文的图像细节增强处理算法在有效的提高图像对比度的同时也极大的保存了图像细节信息。