Moving infrared small target detection is a key component of infrared search and tracking systems, yet it remains extremely challenging due to low signal-to-clutter ratios, severe target-background imbalance, and weak discriminative features. Existing deep learning methods primarily focus on spatio-temporal feature aggregation, but their gains are limited, revealing that the fundamental bottleneck lies in ambiguous per-frame feature representations rather than spatio-temporal modeling itself. Motivated by this insight, we propose BP-FPN, a backpropagation-driven feature pyramid architecture that fundamentally rethinks feature learning for small target. BP-FPN introduces Gradient-Isolated Low-Level Shortcut (GILS) to efficiently incorporate fine-grained target details without inducing shortcut learning, and Directional Gradient Regularization (DGR) to enforce hierarchical feature consistency during backpropagation. The design is theoretically grounded, introduces negligible computational overhead, and can be seamlessly integrated into existing frameworks. Extensive experiments on multiple public datasets show that BP-FPN consistently establishes new state-of-the-art performance. To the best of our knowledge, it is the first FPN designed for this task entirely from the backpropagation perspective.


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反向传播一词严格来说仅指用于计算梯度的算法,而不是指如何使用梯度。但是该术语通常被宽松地指整个学习算法,包括如何使用梯度,例如通过随机梯度下降。反向传播将增量计算概括为增量规则中的增量规则,该规则是反向传播的单层版本,然后通过自动微分进行广义化,其中反向传播是反向累积(或“反向模式”)的特例。 在机器学习中,反向传播(backprop)是一种广泛用于训练前馈神经网络以进行监督学习的算法。对于其他人工神经网络(ANN)都存在反向传播的一般化–一类算法,通常称为“反向传播”。反向传播算法的工作原理是,通过链规则计算损失函数相对于每个权重的梯度,一次计算一层,从最后一层开始向后迭代,以避免链规则中中间项的冗余计算。
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