Ваши изображения не бинарные черно-белые. Там тоже серый.
Исходя из ваших правок, вы считаете, что любой пиксель выключен, а любой пиксель выключен (то есть преобразован в прямое двоичное черно-белое изображение), это должно делать то, что вы хотите:
newImg = zeros(size(img));
newImg(img > 0) = 0; % <-- This line is not really needed
newImg(img = 0) = 1;
Обратите внимание, что вторая строка не является строго необходимой, поскольку новое изображение в любом случае инициализируется равным 0, оно просто показывает, что именно происходит.