Всё зависит от того что пытаться распознать на изображении.
Для простых геометрических фигур типа линий и окружностей/эллипсов есть метод
преобразований Хафа (Hough).
Лица и прочие подобные объекты можно детектировать
методом Виолы-Джонса с помощью каскадов Хаара.
Есть ещё
метод корреляции для поиска совпадений по шаблону.
Для сложных объектов - машинное обучение и вплоть до полной невозможности распознавания, т.к. эта задача в полной мере не решена и не может быть математически описана.
Какая конкретно стоит задача?
