Реконструкция изображения из субпиксельного вращения

Ищу способы сделать хайрезные картиночки на фотоматрицу с низким разрешением. Одна из идей - вращать объектив, получая субпиксельные сдвиги пикселей, которые потом склеить в большую картинку. Далее я опишу процесс симуляции этого действа.

Берем обычную картинку, это у нас будет реальная сцена:

Затем вращаем и уменьшаем ее как-то так:

   for angle in {1..360}; do convert tree.jpg -gravity center -rotate $angle -crop 512x512+0+0 +repage -resize 32x32 low/$angle.jpg;done

Получаем на выходе кучу маленьких картинок:

Примерно такой датасет я планирую получить с реальной камеры, которая вращается.

Затем я делаю апскейл картинок:

  for angle in {1..360}; do convert low/$angle.jpg -gravity center -rotate -$angle -crop 32x32+0+0 +repage -resize 512x512 hi/$angle.jpg;done

Возможно здесь уже кроется ошибка, так как при обрезке до 32 пикселей, возможно субпиксельное смещение изображения. Однако я делал похожий вариант с рендерингом векторной графики и тоже получил подобный результат.

Тем не менее, если "наивно" склеить все картинки, то получается мыло. Клей выглядит так:

naive.c

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

#define WIDTH 512
#define HEIGHT 512
#define PIXELS (WIDTH * HEIGHT)
#define BYTES (WIDTH * HEIGHT * 3)

int main(void)
{
    uint32_t *sum = malloc(BYTES * 4);
    uint8_t *inbuf = malloc(BYTES);

    memset(sum, 0, BYTES * 4);

    int q, count = 0;

    while(1)
    {
        if(fread(inbuf, 1, BYTES, stdin) < 1)
        {
            break;
        }
        for(q = 0; q < BYTES; q++)
        {
            sum[q] += inbuf[q];
        }
        count++;
    }

    for(q = 0; q < BYTES; q++)
    {
        inbuf[q] = sum[q] / count;
    }

    fwrite(inbuf, 1, BYTES, stdout);

    return 0;
}

Иными словами, простое сложение пикселей.

На выходе получаем:

Что далеко от начального варианта.

Вот еще вариант, но уже с рендерингом векторной информации:

Возможно, тут субпиксельная информация некорректна из-за алгоритма антиалиасинга

А вот результат:

Для сравнения, первый кадр, просто растянутый бикубиком:

Как видно, разницы почти нету. Вопрос: как реконструировать картинку, увеличивая разрешение? Современные методы супер-резолюшена основаны на нейросетях, а мне же нужны реальная информация из соседних кадров. В какую сторону двигаться мне?