画像拝見しました。元が8ビットだとほぼ期待通りの結果です。あとはより高品位な輝度データを如何に作成するかですね。あとご存知の通りUVマップのメッシュ間隔は場所依存です。
メッシュが縦に伸びてる所は本来はpsfも縦長でなくてはならない。つまり、この手の画像は、psfのシグマのxyを適応変化させる、局所デコンボリューションが必要です。まあこの辺はノウハウなのでゴニョゴニョ