Ein bisschen Halbwissen von mir:
Helligkeit ist was sehr subjektives, verschiedene Farben werden unterschiedlich Hell empfunden, Maschinen sehen das anders als Menschen, Menschen untereinander sehen das auch anders, und auch "doppelt so hell" hängt von menschlichem Empfinden ab.
Barfoos Weg schient mir der beste. Hinter Lab stecken wohl allerlei Definitionen, Berechnungen, Tests und Befragungen der Art "Wie Rot finden Sie diese Tomate?", die Umrechnereien mit Profilen nach Lab lassen sich daher nicht auf eine simple Formel bringen.
Es gibt aber noch andere Normen, die sich dazu den Kopf zerbrochen haben,
YCrCb ist wohl recht üblich.
Am Anfang stehen "Sensordaten", die normiert und Gammakorrigiert werden. Daten, die Du in gängigen Jpgs findest haben das schon hinter sich. Danach wird Y als R*0,299+G*0,587+B*0,114 berechnet. Wenn es irgendwo heisst, daß zur Umwandlung nach Graustufen im Kanalmixer nur 30%, 58%, 12% richtig sind, dann entspricht das dieser Norm.