中国空间科学技术 ›› 2025, Vol. 45 ›› Issue (5): 49-59.doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2025.0075
李君勇,陈科研,刘丽芹,邹征夏,史振威*
LI Junyong,CHEN Keyan,LIU Liqin,ZOU Zhengxia,SHI Zhenwei*
摘要: 云图像生成是遥感图像生成的一个重要分支,然而,现有方法主要集中在单一云层类型的生成上,在控制云量和云透度方面能力有限,此外耦合理解云层与地面的特征之间的关系,导致生成的云图像缺乏多样性和真实性,难以满足仿真需求。提出了一种基于云层背景解耦的双分支GAN云图像生成方法(DecoupleGAN)。该方法使用两个独立的生成对抗网络,分别学习云层和背景的特征表示。通过根据给定的透明度参数,基于云层背景混合能量成像模型,通过云合成网络将云前景与遥感背景图进行融合。得益于特征学习过程中云层与背景互不干扰,DecoupleGAN能够更有效地提取特征并最终提高生成云图的质量。此外,我们还构建了一个包含多种类型云覆盖的数据集,增强了模型在云生成上的多样性。经验证,所提出的算法在仿真性能方面展现出显著优势。具体而言,该算法的FID值为49.0012,KID值为0.0253,相较于单分支网络分别实现了33.11%和16.98%的性能提升。此外,与现有的云仿真方法相比,该算法能够生成更具真实感和多样性的云类型,并且能够同时生成多种不同的地物背景,从而显著拓展了其应用范围和实用性。DecoupleGAN通过将云层与背景解耦,独立处理两个分支,有效防止了特征学习过程中的相互干扰,从而实现了更为真实和协调的云图像仿真效果。