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首先来看一下彩色图和灰度图的特点。
在计算机中使用最多的 RGB 彩色空间，分别对应红、绿、蓝三种颜色；通过调配三个分量的比例来组成各种颜色。一般可以使用 1 、 2 、 4 、 8 、 16 、 24、 32 位来存储这三颜色，不过现在一个分量最大是用 8 位来表示，最大值是 255 ，对于 32 位的颜色，高 8 位是用来表示通明度(alpha tunnel)的，即RGBA四通道。彩色图一般指 16 位以上的图。灰度图有一个特殊之处就是组成颜色的三个分量相等；而一般灰度图是 8 位以下。
在彩色电视机系统中，通常使用一种叫 YUV 的色彩空间，其中 Y 表示亮度信号；也就是这个 YUV 空间解决了彩色电视机和黑白电视机的兼容问题。
对于人眼来说，亮度信号是最敏感的，如果将彩色图像转换为灰度图像，仅仅需要转换保存亮度信号就可以。
从 RGB 到 YUV 空间的 Y 转换公式为：
Y = 0.299R+0.587G+0.114B
在 WINDOWS 中，表示 16 位以上的图和以下的图有点不同； 16 位以下的图使用一个调色板来表示选择具体的颜色，调色板的每个单元是 4 个字节，其中一个透明度；而具体的像素值存储的是索引，分别是 1 、 2 、 4 、 8 位。 16 位以上的图直接使用像素表示颜色。
那么如何将彩色图转换为灰度图呢？
灰度图中有调色板，首先需要确定调色板的具体颜色取值。我们前面提到了，灰度图的三个分量相等。
当转换为 8 位的时候，调色板中有 256 个颜色，每个正好从 0 到 255 个，三个分量都相等。
当转换为 4 位的时候，调色板中 16 个颜色，等间隔平分 255 个颜色值，三个分量都相等。
当转换为 2 位的时候，调色板中 4 个颜色，等间隔平分 255 个颜色，三个分量相等。
当转换为 1 位的时候，调色板中两个颜色，是 0 和 255 ，表示黑和白。
任何颜色都有红、绿、蓝三原色组成，假如原来某点的颜色为RGB(R，G，B)，那么，我们可以通过下面几种方法，将其转换为灰度：
1.浮点算法：Gray=R*0.3+G*0.59+B*0.11
2.整数方法：Gray=(R*30+G*59+B*11)/100
3.移位方法：Gray =(R*28+G*151+B*77)>>8;
4.平均值法：Gray=（R+G+B）/3;
5.仅取绿色：Gray=G；
通过上述任一种方法求得Gray后，将原来的RGB(R,G,B)中的R,G,B统一用Gray替换，形成新的颜色RGB(Gray,Gray,Gray)，用它替换原来的RGB(R,G,B)就是灰度图了。
灰度和亮度差不多，灰度的黑白就如同亮度的明暗，在“色相无关性”方面两者也是一致的，因此灰度也常被用来表示亮度。那么，将图像转为灰度，就可以看出图像中像素的亮度分布。比如使用去色命令【图像>调整>去色】〖CTRL SHIFT U〗，就可以将图像转为灰度。注意这句话：“将图像转为灰度”。这其实是不严谨的，因为去色命令并不能针对所有图层有效。所以应该说“将图层转为灰度”。事实上色彩调整命令都只能针对单个图层，即使有图层链接或图层组存在也是一样