要了解圖像采集卡的基本原理，首先要了解一些相關概念，即什么事采集、什么是視頻圖像采集、采集流程等。下面對相關知識做以簡介。
采集：視頻/圖象經過采樣、量化以后轉換為數字圖象并輸入、存儲到幀存儲器的過程即采集。由于圖像信號的傳輸需要很高的傳輸速度，通用的傳輸接口不能滿足要求，因此需要圖像采集卡。因此可以說圖像采集卡是圖像采集部分和圖像處理部分的接口。
視頻圖像采集就是將視頻源的模擬信號通過處理轉變成數碼信息，并將這些數碼信息存儲在電腦硬盤上的過程。這種模擬數碼轉變是通過視頻采集卡上的采集芯片進行的。通常在采集過程，對數碼信息還進行一定形式的實時壓縮處理。
從視頻源得到的信號，經過視頻接口送到視頻圖像采集卡，信號首先經過模數轉換，然后送到數字解-碼器解碼。模數轉換器ADC實際上也是一個視頻解-碼器，可以看出它對來自視頻源的視頻信號解碼和數字化，另外，采用不同的顏色空間可選擇不同的視頻輸入解-碼器芯片。
當圖像采集卡的信號輸入速率較高時，需要考慮圖像采集卡與圖像處理系統之間的帶寬問題。在使用PC時，圖像采集卡采用PCI接口的理論帶寬峰值為132MB/S。在實際使用中，有可能在傳輸瞬間不能滿足高傳輸率的要求。為了避免與其他PCI設備產生沖突時丟失數據，圖像采集卡上應有數據緩存。一般情況下，2MB的板載存儲器可以滿足大部分的任務要求。
1.視野(FOV)或現場是相機及光學系統“看”到的真實世界的具體部分。
2.CCD芯片將光能轉化為電能。
3.相機將此信息以模擬信號的格式輸出至圖像采集卡。
4.AD – 轉換器將模擬信號轉換成8位(或多位)的數字信號。每個象素獨立地把光強以灰度值(Gray level)的形式表達。
5.這些光強值從CCD芯片的矩陣中被存儲在內存的矩陣數據結構中。
應用實例如下圖所示：左圖為相機“看”到的圖像，右圖為模擬信號經A/D轉換，傳輸至內存的圖像。
