Прежде всего, вы должны настроить значение всех массивов. Пиксели находятся в диапазоне от -4 до 3, поэтому вы должны сделать это:
img = img - min_val
img = img*255.0/(max_val - min_val)
, что в вашем случае будет выглядеть так:
img = img+4
img = img*255/7.0
, а затем преобразуйте ваш img в 8bit unseded intи сохраните его с помощью imwrite
(не нужно связываться с BGR или RGB, opencv обрабатывает его самостоятельно)