RGB から YUVへの変換式の Y(輝度)を使用することができます。
intensity = 0.2989*red + 0.5870*green + 0.1140*blue
よって、以下のように処理を記述することが可能です。
rgb = rand(200,200,3);
gray = 0.2989 * rgb(:,:,1) + 0.5870 * rgb(:,:,2) + 0.1140 * rgb(:,:,3);
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