В MatLab'е в тулбоксе Image Processing есть примеры по сегментации, а также анализ областей (фунции разделов Object Analysis и Region and Image Properties. В тулбоксе Computer Vision есть методы выявления особенностей (features).
Можно обучить машину на шаблонах (или дать шаблоны, точнее скажу, почти не работал с ней). Смотрите,что еще предложат, что в итоге будет быстрее по времени для Вас.