современными математическими методами обработки изображений(но не вполне в реальном времени)
В большинстве случаев в длинной серии кадров похожими методами можно даже немного повысить разрешение.
Но методы нетривиальны, специалисты дороги, вероятно железо поправить будет дешевле.