愚直にやるならこんなかんじですかね・・・
RGB = imread('peppers.png');
R = RGB(:, :, 1);
G = RGB(:, :, 2);
B = RGB(:, :, 3);
BW = rgb2gray(RGB);
map = jet(4) * 255;
for k = 1:4
TF = BW >= 64*(k-1) & BW <= 64*k -1 ;
R(TF) = map(k, 1);
G(TF) = map(k, 2);
B(TF) = map(k, 3);
end
sRGB(:, :, 1) = R;
sRGB(:, :, 2) = G;
sRGB(:, :, 3) = B;
imshow(sRGB)