Я исхожу из того, что основная задача — потерять как можно меньше данных, а лучше вообще их не терять. Если при обработке используется сложение и вычитание, то повышение битности требуется лишь при возникновении риска переполнения ячеек. Но если речь идет об операциях деления и умножения на дробные числа, то повышение битности становится оправданным. Несколько примеров (на примере десятичных разрядов):
1) 2x2=4; 20x2=40; — нет разницы
2) 4/3=1; 40/3=13; — большая разница (выше точность: результат эквивалентен 1.3, что более точно, чем 1)
Т.к. при обработке используются, как минимум, линейные преобразования (поворот), то чисто математически имеет смысл переходить в 32 бита с самого начала.
Понимая вышесказанное, для слабых сигналов я использовал хитрый трюк: повышение разрядности данных без повышения разрядности файлов. К примеру, имеем критичные данные в диапазоне 0...1024, и 8 кадров в серии. 8х1024=8192 (т.е. 28), что в 8 раз меньше, чем 216=65536 (т.е. 16 бит). Соответственно, можно просто умножить все данные на 8 (т.е. +3 бита), это даст увеличение разрядности на три двоичных порядка без увеличения размера файлов. Увеличивая разрядность снижаем шумы округления. Т.е.:
2) 10/3=3; 80/3=27; — большая разница.
p.s.: TIFF — да, для Photoshop. Общее количество чисел в 32-битных файлах с плавающей запятой и фиксированной — одинаково, и составляет 232.