>「各色8bitの画像を各色16bitにきれいに変換できるフリーソフト」
綺麗に、ってのは、オーディオで言うところのアップサンプリングみたいなのを考えてる?

解像度を上げつつ、補完するピクセルの色を16bitでしか
表現できない色で表現する、ならわかるけど
解像度を上げないでそのまま16bit化するのはただ
ファイル容量増えるだけで何も変わらないよ