纸币清分机是一种集光机电于一体的高端金融现金处理设备，其主要功能是完成对纸币面额、面向、新旧程度等的识别与清分，以代替人工挑选ATM用钞、可流通钞和剔除残钞等。针对目前国产清分机硬件设计过于复杂、清分效果不甚理想的问题，本文在综述纸币清分机相关内容的基础上，结合清分机对速度和可靠性要求较高的特点，基于嵌入式微控制器/微处理器、图像传感器技术、数字图像处理与识别等先进理论，提出了纸币清分系统的总体设计方案，同时将利用人民币序列号识别监控人民币流通的思想引入系统，并进行了实验论证。论文主要内容如下：1、论述了纸币清分系统历史背景、国内外研究现状及未来发展趋势，分析了其各项功能的具体实现方法，总结了目前国产纸币清分系统所存在的不足，在此基础上，提出了系统的设计方案。2、针对纸币清分系统对图像处理高速度和高可靠性的要求，探索出了适用于人民币的快速图像处理与识别算法。首先，利用数字图像处理的一些主要方法对人民币的图像特征进行了分析；然后，在分析的基础上，给出了适合纸币清分系统的图像处理与识别的方法，为系统软件设计实现奠定了理论基础。3、给出了系统的软硬件解决方案。首先，从系统功能实现的角度出发，将系统划分为不同的功能模块；其次，以所划分的功能模块为基础，设计了各模块的硬件实现电路和软件工作流程；最后是系统方案的实现。4、系统实验结果及性能分析。在基于系统方案所实现的硬件平台上，重复实验，并根据实验结果对系统参数不断调整，以获得最优实现。