由于硬件对于图像处理具有良好的加速性能,因此国内外近年来更多地采用了可编程逻辑门阵列(FPGA)作为图像处理系统的芯片。CMOS图像传感器的使用降低了数码相机的成本和体积,传感器采集到的数据通过插值,得到的每个像素点由红、绿、蓝三个分量组成。色空间转换是指把一个色彩空间中的颜色数据转换或表示成另一个色彩空间中的相应数据,其目的是为了将图像中的色调、饱和度等色彩分量区分处理。论文首先介绍了数字图像预处理的国内外研究现状,详细分析了几种色空间转换的基本原理。然后,对几种色空间转换算法进行了研究,并对比分析了算法的性能。论文重点研究了 RGB色彩空间转换成HSI色彩空间算法的硬件实现及优化,以满足实时性的要求。论文采用自顶向下的设计方法。使用VerilogHDL完成了除法器、三输入最小值模块、RGB转换YCbCr色彩空间设计、RGB转换HSI色彩空间等关键模块的RTL设计。使用Modelsim软件完成了各个模块和系统的功能仿真,并给出了对应的仿真结果。通过Vivado软件进行了设计综合、布局布线,给出了 RTL结构图和逻辑资源使用情况。功能仿真和FPGA验证结果表明,本文设计的色空间转换算法的功能正确。最后,论文总结了设计中的不足并提出了今后进一步的研究方向。