Похоже, что второе изображение либо смещено на некоторую постоянную, что делает его более ярким и насыщенным на очень ярких участках, либо умножается на постоянную, вызывая насыщение в некоторых областях.Вы можете проверить это, проверив значение в несколько пикселей, которое вы считаете черным.Если ожидаемый черный действительно черный, то он мультипликативный.Я не могу разобрать это на изображении, которое вы прикрепляете.
Хотя моя ставка была бы на первый случай.
Чтобы отладить это, я проверял бы по всему алгоритму, приводит ли любая операция с пикселемболее 255 (или 1, в зависимости от того, работаете ли вы с двойными или целыми числами) и работаете оттуда.Или для быстрого и грязного решения, проверьте, можете ли вы исправить окончательное изображение путем вычитания значения или деления на небольшое значение (1,3 или что-то)