Pelegrin, não sei se a minha resposta está rigorosamente certa, até porque não costumo lidar com isso (converto meus filmes coloridos para P&B empiricamente mesmo). Mas vamos lá:
Os filmes P&B têm uma curva de resposta para cada cor (assim como os filmes coloridos), inclusive há filmes P&B que respondem só a duas cores e coisas do tipo. Ou seja, se em uma cena existe um azul ofuscante mas o filme tem baixa sensibilidade ao azul, as regiões azuis na foto P&B ficarão escuras.
Então, se você quiser fazer a coisa de uma forma mais científica e menos empírica, teria que olhar a curva de resposta do filme (é complicado, pois as curvas podem mudar de acordo com o tempo de exposição, temperatura, etc). Mas digamos que você consiga, em um site sobre filmes P&B, uma curva média do Kodak Tri-X 400, por exemplo... aí você precisa também procurar em algum site as curvas de resposta do sensor da sua câmera. Por fim, você aplica uma compensação usando um filtro não-linear (como as curvas).
Igual não vai ficar por diversos fatores (diferença de latitude das mídias, formato dos grãos, função que modela as curvas), mas deve dar para chegar perto.
