В смысле что следует сделать? Вам нужно четкое изображение? Тогда сделайте его таким. Каким образом? Это зависит от самих фото и от причин нечеткости. Начините с нормализации, выравнивания гистограммы. Дальше шумодав, деконволюция смаза если надо, вплоть до изменения аппаратуры и условий съемки.
Зачем переводить? Тепловые карты похоже строятся интерполяцией по 9 фиксированым точкам. Достаточно сделать OCR этих 9 меток, а дальше просто работать с этими данными. Еще лучше сразу работать с данными, на основе которых строятся эти тепловые карты.
В общем случае никак, XnConvert'ом вы не достигните степени сжатия как в специальных заточенных для png сжималках.
Попробуйте Optipng optipng.sourceforge.net
Насколько я помню, есть две идеальных модели хим. реактора: модель идеального вытеснения и модель идеального перемешивания. Собственно, Василий Банников их и рассмотрел.