Для АРЯ не обязательно работать с точностью до младшего бита.
По моему мнению, старших пяти бит с головой.
Если уж усреднять, то, как уже было сказано, брать центральную область такой, чтобы было степень двойки точек, тогда вообще никаких операций кроме суммирования делать не надо, просто берутся нужные старшие биты сумматора.

Но я бы посоветовал строить гистограмму изображения, шестнадцати зон яркости (т.е. гистограмма старших 4 битов с АЦП) хватит. По ним можно сделать довольно приличную регулировку и яркости, и контраста.
На спартане - это вообще распределённая память, число ячеек равно разрядности элемента гистограммы, т.е. практически на шару.