您的代码是正确的，似乎cv2.imread负载的图像与三个通道，除非CV_LOAD_IMAGE_GRAYSCALE设置。
>>> import cv2
>>> image = cv2.imread('foo.jpg')
>>> print image.shape
(184, 300, 3)
>>> gray_image = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
>>> print gray_image.shape
(184, 300)
>>> cv2.imwrite('gray.jpg', gray_image)
现在，如果您加载图像：
>>> image = cv2.imread('gray.jpg')
>>> print image.shape
(184, 300, 3)
似乎您已将图像另存为BGR，但是事实并非如此，它只是opencv，默认情况下它会读取3个通道的图像，如果是灰度，则会将其图层复制3次。如果再次使用scipy加载图像，您会看到图像确实是灰度的：
>>> from scipy.ndimage import imread
>>> image2 = imread('gray.jpg')
>>> print image2.shape
(184, 300)
因此，如果要加载灰度图像，则需要设置CV_LOAD_IMAGE_GRAYSCALE标志：
>>> image = cv2.imread('gray.jpg', cv2.CV_LOAD_IMAGE_GRAYSCALE)
>>> print image.shape
(184, 300)
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我在Ubuntu 12.04上使用Python（2.7）和OpenCV 2.4.6的绑定
我加载图像
然后，我检查图像阵列的形状
我得到（480，640，3），我希望得到640x480的彩色图像。然后，我将图像转换为灰度并再次检查形状。
我得到（480，640，1），我希望得到640x480的灰度图像。然后，我保存图像：
我在linux上，因此我尝试使用gThumb查看图像，该图像显示了所有颜色通道。当我将灰色图像带回OpenCV时，该图像再次具有三个通道。我知道此标志用于读取图像：
但这听起来像是要将图像作为彩色图像导入，然后进行转换。我将此项目移植到RaspberryPi，所以我不想发生不必要的操作。
编辑：我已经进行了一些时序检查，并且发现使用CV_LOAD_IMAGE_GRAYSCALE标志集加载图像会导致图像加载速度快两倍，而与图像输入无关。
问题似乎是无论我是否具有灰度图像矩阵，OpenCV都会创建3通道JPG输出！
我还能使用什么其他应用程序来确保获得单个8位通道JPG图像？ （也许gThumb错误报告了通道）。
如果图像不是单通道，为什么在磁盘写入时OpenCV将我的灰度图像保存到3通道图像？
提前致谢。