Несмотря на мой начальный скептицизм кажется, что такое волшебство действительно возможно, с помощью новой функциональности Холста в некоторых браузерах.
Эта страница показывает, как сделать это с помощью браузеров, которые поддерживают Холст:
http://www.permadi.com/tutorial/jsCanvasGrayscale/index.html
Для IE необходимо использовать фильтры, существует пример выполнения шкалы полутонов здесь: