単純に「はい」か「いいえ」で答えられないご質問ですので、順を追って説明します。
まず、対象画像がすべて 8 bit 画像の場合、画像は uint8 型の数値配列として読み込まれます。これを rgb2gray で変換すると同じく uint8 型の配列となるため、mean(graying,"all") とすると 0~255 の値が返ってきます。その意味ではご質問の回答は「はい」と言うこともできます。ただ、もしご質問の意図が「0~255 の uint8 型ですか？」であれば、回答は「いいえ」となります。理由は、以下のとおり double 型の値として返ってくるためです。
% uint8 型の配列 [1, 2, ..., 10] の平均
avg = mean(uint8(1:10));
disp(avg)
あるいは、場合によっては対象画像が 12 bit 又は 16 bit である可能性もあります。その場合、読み込んだ結果は uint16 型の数値配列となるため、mean で平均をとると 255 以上となる可能性があります。このため、画像が 8 bit でない場合、回答は「いいえ」となります。
