Una aclaracion:
- AVI, MKV, MP4, FLV, MOV, MPG, OGM, MP4, RMVB son CONTENEDORES DE VIDEO. Este contiene los streams o componentes de audio y video encerrados en un solo archivo y es a lo que vulgarmente nos referimos como "Archivo de Video".
- DivX/XviD, h.264, WMV8, WMV9/VC-1, RealVideo, VP8, MPEG-1/MPEG-2 son FORMATOS DE VIDEO lo mismo que MP2, MP3, AC3, WAV, DTS, AAC son FORMATOS DE AUDIO.
Pasar de un contedor a otro [en tu caso de AVI a MKV] no cambia el formato de audio o video por si mismo [de DivX/XviD a otro]. En estos casos se usa un software MULTIPLEXOR especifico al contenedor de video que quieras. EL multiplexor toma los STREAMS o componentes de audio y video y los copia dentro del archivo contenedor, como un multiplxor no modifica nada pues se remite a copiar, tendras exactamente la misma calidad del audio y video con el mismo formato de estos.
Por ejemplo, si quieres pasar de AVI a MKV.
Usamos el MULTIPLEXOR MKVMERGE, que es parte del paquete de herramientas MKV ToolNix, abres el MKVMERGE y arrastras el archivo de video que quieres, pulsas el boton START_MUXING y tendras un archivo MKV.
Otra cosa es que quieras CAMBIAR DE UN FORMATO A OTRO.
en ese caso requieres RECODIFICAR el audio y/o el video y para ello requieres un software ENCODER o un software de edicion de video -el cual cuenta con encoders integrados-.
Por ejemplo, pasar de DivX/XviD a h.264 [video] y de MP3 a AAC [audio]
MediaCoder o AVIDemux o DivX Plus Converter te premiten recodificar de DivX/MP3 a h.264/AAC y dar salida a un archivo de video [contenedor de video] MKV.
De igual manera si deseas aplicar filtros -los que sean- requieres RECODIFICAR el video y/o el audio sin importar si vas a guardar el resultado en el mismo formato de video y/o audio o en uno diferente.
Volviendo a la duda.
Como te decian, solo aplicando filtros y usando la misma resolucion del video original podrias tener alguna mejora o cambio o restauracion, pero ten en cuenta que en cada recodificacion se degrada un poco la calidad del video resultante. Si la calidad de tu video es muy mala o regular se puede mejorar un poco dependiendo de lo que se requiera, pero de eso a tener una mejora muy alta no la tendras -a excepcion de que tengas acceso a hardware y software profesional [y conocimientos] diseñado especialmente para esta tareas de restauracion y mejora-.