Michael_Trofimov

Ответ все-таки найден. Виной ошибки стала не замеченная во время последнего рефакторинга строка: imgGray.Dispose();

imageRotate = imgGray.Rotate(-avg, new Gray(255));
            }
            else
            {
                imageRotate = imgGray;
            }
            imgGray.Dispose();
            
            //return imageRotate.Bitmap;
            return BlackFilterImage(imageRotate);
        }

        private static Bitmap BlackFilterImage(Image<Gray, byte> img)
        {
            UMat resultImg = new UMat();
            CvInvoke.Threshold(img, resultImg, 105, 255, ThresholdType.BinaryInv); //Ошибка возникала тут

К сожалению характер ошибки повел меня изначально по ложному следу.