Ok e oldie mas goodie pergunta; aqui vou eu:
Algumas definições / aclarations:
1) Qualidade é um processo, é cuidar de cada passo.
Em um caso de reamostragem de uma imagem, não há perda de "qualidade" (exceto se você fizer uma mescla de sua própria foto, provavelmente comprimindo-a como um inferno). O que você tem é perda de informações ao reduzi-la. Você tem um "palpite de informações" ao fazer o exemplo.
2) Não existe um programa CSI que faça milagres nos termos que você precisa (no entanto, eu vi um programa de processamento de imagens forenses que mostra razoavelmente uma placa de carro com uma imagem de resolução muito baixa ou com um ângulo muito estreito. O resultado foi feio , mas você pode ver claramente a placa.)
3) Portanto, os programas usam diferentes métodos de "palpite" para tentar atribuir informações aos novos pixels.
Alguns testes reais
Aqui está um exercício controlado de reamostragem. Redefina o zoom do navegador para vê-lo em tamanho real.
a) No centro são 3 imagens. A imagem de referência é aquela marcada como 100%
b) Ao lado, existem alguns menores marcados como 300% e 200%. Eles são 1/3 e 1/2, respectivamente, quando aumentados, terão uma proporção reamostrada conforme marcado.
Os programas utilizados (em ordem de aparência):
1) Apenas escalado (esta é a tão popular "pixelização", o nome técnico é "vizinho mais próximo") 2) Irfan view Lanczos Filter
3) PhotoZoom 4) Remodelação
Foto: Scott F. Snyder Modelo: Amy Lee Fathbruckner
O filtro bicúbico normal do Photoshop é semelhante ao filtro Lanczos.
Este é um teste antigo, há uma chance de os programas obterem um resultado melhor, mas não espere um salto quântico.
Eles não têm processo adicional. Você pode adicionar uma pequena nitidez após a reamostragem inicial. O Photoshop tem um marcado como mais nítido bicúbico.
Eu reamostraria em números redondos. Não 150%, não 234.567%
Se você simplesmente esticá-lo dentro do Ilustrator ou similar, o resultado será como a amostra número 1.
Conclusão
Na minha opinião, uma upsampling de 200% é aceitável. A 300% apenas no caso de fundos.