Как я создал фильтр, не портящий изображение даже после миллиона прогонов — часть 2

Жалко, что у автора не было под рукой коллеги, помнящего основы численных методов. Конкретнее – явные и неявные схемы для метода конечных разностей.
Просто так и напрашивается "идеальное" решение – создать неявную схему, которая не будет модифицировать изображение за 2 шага (ну, за исключением возможных искажений, распространяющихся от краёв изображения). А дальше пытаться оптимизировать его под конкретные задачи.