repmat を使うと2次元から3次元への拡張が容易に行えます。ご参考まで。
![](https://www.mathworks.com/matlabcentral/answers/uploaded_files/177183/image.jpeg)
% 2値化画像を適当に作成
BW = false(128,128);
[X,Y] = meshgrid(1:128,1:128);
ind = sqrt((X-64).^2+(Y-64).^2) < 30;
BW(ind) = true;
% 表示
figure, imshow(BW);
% 3次元方向に3つ繰り返して拡張
RGB = repmat(im2double(BW),[1 1 3]);
% 赤線を引く(横)
RGB(64,32:96,1) = 1;
RGB(64,32:96,2:3) = 0;
% 赤線を引く(縦)
RGB(32:96,64,1) = 1;
RGB(32:96,64,2:3) = 0;
% 表示
figure, imshow(RGB);