随着网络移动支付的发展,银行传统ATM小额现金业务受到了很大的冲击,银行网点需要进行改革,由普通的ATM业务转向大额存取款的业务需求。为了提高用户的体验效果以及银行对大额现金金融安全的考虑,大额存取款业务需要ATM能够对纸币处理速度达到12张/秒以上,并能实时保存交易的每张纸币多光谱图像。传统的ATM由于处理器架构性能的影响纸币处理速度最高只能达到8张/秒,同时只能实时上传OCR冠字号小图,无法实时上传所有纸币交易多光谱大图的需求。因此,高性能的ATM机纸币图像采集系统的研究具有重大的理论意义和实际应用价值。针对上述情况,本文提出了基于Altera公司SoC FPGA处理器的纸币图像采集系统的总体设计方案。利用SoC FPGA架构的特点,对纸币图像采集系统的硬件和软件框架进行了重新规划,FPGA端逻辑资源实现CIS图像采集和校准,HPS端利用嵌入式Linux系统多线程技术实现纸币图像采集流程和USB实时上传图像功能,利用高速互联AXI总线实现了不同架构多核间的通信。最后,论文对整个纸币图像采集系统进行了软硬件联调测试。本文以人民币和美元为样本进行测试,使用相同的公司现有图像处理算法库,与传统的DSP+FPGA架构进行比较,本文基于SoC FPGA系统设计方案实现的ATM机纸币图像采集系统采集的图像清晰分辨率高,系统采集速度快、工作稳定,纸币处理速度达到14张/秒,并实现USB实时上传每笔交易纸币多光谱图像功能。本文所述的系统已经通过中国人民银行“金标”认证,通过多个银行网点测试并上线使用。