HSV颜色空间也是图像处理中常用一个颜色空间，主要应用于调色处理。
本文将介绍一下RGB与HSV互转，其中复杂度比“RGB与YUV互转”要高一点，涉及到除法、浮点数、有符号数的运算。
一、HSV颜色空间介绍
1、HSV颜色空间
HSV（Hue, Saturation, Value）颜色模型，也称作六角锥体模型（Hexcone Model），是A. R. Smith于1978年根据颜色的直观特性创建的一种颜色空间。
这种模型以色调（Hue）、饱和度（Saturation）和亮度（Value）为基础，能够更加自然地表示和处理颜色，因而在计算机视觉、图像处理等领域得到了广泛应用。
2、色调（Hue）
H（Hue）代表色调，是描述颜色的一种属性，用来表示颜色的种类。色调是人在视觉上区分颜色的一种方式，类似于RGB模型中的红、绿、蓝等基本颜色。
HSV模型中的色调H，通常以角度来表示，范围从0度（红色）到120度（蓝色），再到240度（洋红色），再到360度（再次回到红色）。
这种循环对应了色轮上颜色的分布。不同的色调对应着色轮上不同的颜色，例如：
- 0度到120度：从红色逐渐过渡到蓝色
- 120度到240度：从蓝色逐渐过渡到洋红色
- 240度到360度：从洋红色逐渐过渡到红色
在HSV模型中，色调H在数值上是对饱和度和亮度进行加权的，即在保持饱和度和亮度不变的情况下，调整色调可以得到不同颜色。色调H的变化会影响到颜色的外观，使得颜色在色轮上沿着指定的方向移动。
总的来说，HSV模型中的色调H是一种描述颜色种类的属性，它能够帮助我们区分不同的颜色，并在颜色处理和计算机视觉等领域中发挥重要作用。
3、饱和度（Saturation）
S（Saturation）代表饱和度，它是描述颜色的一种属性，用来表示颜色的纯净度和鲜艳程度。
饱和度S表示颜色的纯净度，即颜色的鲜明程度。当饱和度S为1时，表示颜色完全饱和，即颜色是最纯净、最鲜明的；而当饱和度S为0时，表示颜色完全去饱和，即颜色变为灰度，没有鲜明的色彩。
在HSV模型中，饱和度S的取值范围通常是0到1，其中：
- 0：表示颜色完全去饱和，即颜色变为灰度，没有鲜明的色彩。
- 1：表示颜色完全饱和，即颜色是最纯净、最鲜明的。
饱和度S的变化会影响到颜色的外观，使得颜色变得更加鲜艳或者更加柔和。当饱和度增加时，颜色变得更加鲜艳；而当饱和度减小时，颜色变得更加柔和，甚至变为灰度。
总的来说，HSV模型中的饱和度S是一种描述颜色纯净度和鲜艳程度的属性，它能够帮助我们调整颜色的鲜明程度，并在颜色处理和计算机视觉等领域中发挥重要作用。
4、亮度（Value）
V（Value）代表亮度，它是描述颜色的一种属性，用来表示颜色的明暗程度。
亮度V表示颜色的明暗程度，即颜色的亮丽程度。当亮度V为1时，表示颜色完全亮丽，即颜色是最明亮的；而当亮度V为0时，表示颜色完全暗淡，即颜色变为黑色。
在HSV模型中，亮度V的取值范围通常是0到1，其中：
- 0：表示颜色完全暗淡，即颜色变为黑色。
- 1：表示颜色完全亮丽，即颜色是最明亮的。
亮度V的变化会影响到颜色的外观，使得颜色变得更加明亮或者更加暗淡。当亮度增加时，颜色变得更加明亮；而当亮度减小时，颜色变得更加暗淡。
总的来说，HSV模型中的亮度V是一种描述颜色明暗程度的属性，它能够帮助我们调整颜色的明暗程度，并在颜色处理和计算机视觉等领域中发挥重要作用。
二、Python实现
1、主要函数
dst=cv2.cvtColor(src,code[, dst[, dstCn]])
参数说明：
dst（destination）就表示函数处理后的目的函数；
src（source）表示源图像；
code是opencv中色彩空间定义的宏常量，常用的有COLOR_BGR2GRAY、COLOR_GRAY2BGR、COLOR_BGR2HSV、COLOR_BGR2RGB等，但是实际上可以调用的参数多达247种。
2、实现代码
import cv2
# 1. 读取图像
rgb_image = cv2.imread('1280_720.bmp')
# 2. 将RGB图像转换为YUV图像
hsv_image = cv2.cvtColor(rgb_image, cv2.COLOR_RGB2HSV)
# 3. 将YUV图像转回RGB图像
rgb_image_again = cv2.cvtColor(hsv_image, cv2.COLOR_HSV2RGB)
# 4. 显示图像
cv2.namedWindow("rgb", 0)
cv2.resizeWindow("rgb", 300, 180) # 设置窗口大小
cv2.namedWindow("hsv", 0)
cv2.resizeWindow("hsv", 300, 180) # 设置窗口大小
cv2.namedWindow("rgb_a", 0)
cv2.resizeWindow("rgb_a", 300, 180) # 设置窗口大小
cv2.imshow('rgb', rgb_image)
cv2.imshow('hsv', hsv_image)
cv2.imshow('rgb_a', rgb_image_again)
# 4. 设置窗口显示时间，单位为毫秒（这里设置为100秒，可以根据需要调整）
cv2.waitKey(100000)
# 5. 关闭所有窗口
cv2.destroyAllWindows()
3、实现效果
三、FPGA实现
RGB与HSV互转的公式中，可以发现其中涉及浮点数运算、除法运算，计算逻辑有一定复杂度。
对于这类数学公式类FPGA实现，首先第一步是简化运算公式和浮点数转整数，第二步写代码，第三步仿真测试。在写代码的过程中，可能需要迭代修改代码。
对数学运算不熟悉的同学，可以再看看数学运算专栏。
