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研究了基于主成分分析的多通道光谱图像获取硬件系统即多光谱相机的灵敏度优化问题。利用多维向量空间理论和主成分分析法，系统讨论了多光谱获取系统优化灵敏度的理论和方法。提出灵敏度优化向量的概念，将滤光片透过率优化和光源辐射谱优化两种方法统一起来。利用四种灵敏度优化向量进行了仿真试验，并给出了实验仿真结果。结论得出，多光谱系统灵敏度优化向量的正交化设计是系统光谱图像获取的必要要求。窄带灵敏度中，交叠的灵敏度优化向量具有更好的光谱反射率信息获取能力。在有限的数目的宽带滤色片中挑选滤色片透过率向量可以得到较好的多光谱相机的灵敏度向量。