Третий вариант самый быстрый и, вроде, не вносит искажений. По-крайней мере, многие ф-ии БПФ дополняют данные нулями, если длина не степень двойки (называется zero padding). Отсюда два вывода: брать именно чёрный цвет (нули) и не обязательно смещать изображение к центру, можно оставить в левом верхнем краю (если там начало координат).