随着航空工业和现代通信行业的不断发展，图像采集系统在相关领域越来越得到重视。作为视频图像采集系统的核心设备，图像采集卡的作用就显得尤为重要。基于PCI EXPRESS总线视频图像采集系统具有高带宽等诸多优点，因此它成为人们研究的热点。不同于传统PCI总线的并行结构，PCI EXPRESS总线是全新的串行总线技术，它解决了PCI总线在传输带宽和传输速率等方面的缺陷。因此基于PCI EXPRESS总线的图像传输系统对于研究高速图像数据传输速度、实时性、可靠性和存储容量具有非常重要的意义。本文首先研究了在Windows平台下开发应用程序的基础，其中包括SDK和MFC开发应用程序的方法以及消息机制，同时还研究了多线程和动态链接库的相关技术。在此基础之上，本文完成了图像采集系统的应用程序的总体分析和框架设计，最后用MFC框架来具体实现图像采集系统上层应用程序。本文研究了在Windows下驱动程序的发展历程，然后实现了采用Windows新一代驱动模型WDF(Windows Driver Foundation)来开发系统底层PCI EXPRESS板卡驱动程序，其中包括驱动程序的初始化、I/O请求的处理、中断的处理和DMA数据传输的实现。最后实现了驱动程序与上层应用程序和硬件板卡的通信过程。系统具有良好的性能，达到了设计的要求。