Moin,
nicht daß ich mir anmaßen würde, Euch wirklich zu verstehen, aber das Problem mit der Division durch 0 ließe sich lösen, wenn man im Nenner 1 addiert. Damit würde auch das mit den sehr niedrigen Y_AvgFrame gemildert. Und für größere Framehelligkeiten macht das +1 nicht viel aus, s. etwa:
x/(10+1) = x/11 gegen x/10, Abweichung unter 1%
x/(1+1) = x/2 gegen x, Abweichung 50%
Die niedrigen Blockhelligkeiten könnte man einfach abschneiden ab einem sinnvollen (?) Schwellwert, oder eine Konstruktion mit Wurzel (sprich hoch 1/2), bzw, hoch 2/3 (steiler) oder hoch 1/3 (flacher und damit näher am Abschneiden) angehen. Wenns noch flacher werden soll, könnte man auch geeignget log(...) bilden...
Sind nur Vorschläge - weil ich diese Diskussion SEHR interessant finde und ansonsten nicht mitreden kann, wollte ich mal zum mathematischen Teil meinen Senf dazu geben...