Você estava próximo, mas o problema é apontado diretamente da mensagem de erro: Seu padrão ./compare_multiple_$(gdate +%H\_%M\_%S_%3N).png
está incorreto.
Na documentação , quando eles usam "N" no padrão, "N" é simbólico para o "inteiro de sua escolha", e no seu caso, parece que você quer que seja 3. Então use %3d
em vez de %3N
e você deve estar pronto.