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本发明公开一种基于掩码自编码器的云粒子谱优化方法、系统、介质及设备，方法包括：获取待补全的云粒子阴影图像，进行预处理，得到预处理后的图像；基于训练好的云粒子图像补全模型，进行重建补丁，得到补全后的图像；对补全后的图像进行评估与筛选，对通过评估的补全图像进行云粒子几何尺度统计与粒径分档，结合飞行扫掠距离及各粒径分档对应的有效采样宽度，计算分档采样体积与分档浓度，得到最终的云粒子谱。本发明方法整体流程不依赖云粒子级人工标注，仅需原始图像即可完成训练与应用，降低数据准备成本，适合在大规模机载观测数据中推广应用，并在不增加硬件复杂度的前提下增加进入云粒子谱统计链路的可用大云粒子样本数。