Попробуйте прочитать цветовую карту вместе с изображением:
[Img, map] = imread('tr2.png');
imshow(Img,map);
EDIT:
Я полагаю, что вы проиндексировали изображение, и вам необходимо преобразовать его в RGB перед любой обработкой.
Используйте функцию ind2rgb или ind2gray .
См., Например, Блог Стива об индексированных изображениях.