Если есть катод и анод, то это не лампочки, а светодиоды. Как правило светодиоды нельзя подключать напрямую к питанию, нужно подключать через токоограничительный резистор или специальный светодиодный драйвер. Иначе они сгорят, что видимо и произошло. ( Или сгорят порты Arduino).
P.S. Задавая такой вопрос нужно сообщать модель/схему/фото устройства.
Эта идея называется вейвлет-разложением.
В частности, то что вы описываете, похоже на вейвлеты Хаара.
Вейвлеты используются, например, в jpeg2000 кодеках
Примеры редактирования картинок ("в отдельном слое можно убрать крупные морщины и прыщи, не повредив мелкую текстуру кожи") есть в Wavelet toolbox, Matlab.