红外图像具有噪声大、对比度低等特点，红外图像增强是红外探测、识别和跟踪应用中的核心问题之一。在红外图像增强技术中，直方图均衡方法简单、有效，但存在细节信息损失较大的缺陷。提出一种对红外图像采用非线性变换分段直方图的增强方法，该方法对红外图像进行非线性变换，提高较暗区域的像素亮度，根据前背景区域特征将直方图分成两段，进行双直方图均衡化处理，对前景和背景分别进行图像的增强。经过实验验证，该算法能有效提高图像亮度，扩大目标区的灰度范围，增强前景图像的细节部分。