Si je comprends bien ta demande, tu veux faire de la "mise à l'échelle" (plus connu sous le nom d'upscaling). Que je sache, ça se fait (presque ?) exclusivement en temps réel, pas pour recréer un fichier de meilleure qualité.
Le principe est simple, le logiciel prend une image, il l'agrandit et il l'a passe dans plusieurs filtres/algorithme, pour que ça soit plus bô (plutôt pas moche). Apparemment, pas mal de logiciel peuvent le faire de manière plus ou moins bonne et fluide, comme mplayer ou VLC. Par exemple, avec mplayer, pour sortir une vidéo en 720P de bonne qualité, il faut passer l'option "-sws 7 -vf scale=:720 (merci les forum d'Arch 🙂), ou sinon ce
tutoriel pour VLC (ça doit aussi fonctionner sur une 1.0.x)