Mrrl

Если времени не жалко, то можно попробовать так:
- берём все пары точек, находящихся на разных сторонах квадрата
- каждую такую пару соединяем отрезком, и считаем среднюю яркость на нём (это примерно то же, что и преобразование Хафа, только более специализировано для задачи. И гораздо дольше)
- получается функция от двух переменных. Ищем её максимум - это самая яркая царапина.
- просматриваем параллельные прямые в окрестности, ищем ширину пика (ширина царапины)
- заменяем точки на найденной царапине линейной интерполяцией ближайших точек, лежащих за её пределами. Или просто помечаем точки полосы как некорректные, и идём дальше.
- убираем этот пик на двумерной функции, переходим к следующему максимуму.
- после того, как удалили 10 (или 50, или 100) царапин, показываем картинку, и спрашиваем, продолжать ли.
- если продолжать - пересчитываем функцию заново.
Основным вопросом будет "как считать ширину пика". Я не знаю, надо смотреть конкретные графики.

Я это делаю с помощью Picasa. Если в экспорте указать размер, она уменьшит те изображения, которые нужно, чтобы и ширина и высота укладывались в этот размер. Если размеры для ширины и высоты разные - не знаю.

Нет, там берется центр масс (xc,yc), потом считаются коэффициенты a11=sum(xi-xc)^2, a12=a21=sum((xi-xc)*(yi-yc)), a22=sum((yi-yc)^2), где (xi,yi) — координаты всех точек. Дальше у матрицы ((a11 a12) (a21 a22)) надо взять собственные векторы — они и дадут ориентацию объекта. Или не дадут… Отделить бы как-нибудь внутренние точки от внешних… Надо много экспериментировать, задача непростая и очень эвристическая.

Я бы искал ось симметрии. Но пока не очень представляю, как именно. Например, брать все пары точек, строить для них серединный перпендикуляр, и считать статистику их параметров в пространстве прямых (угол, расстояние от центра). Не исключено, что максимум даст правильное направление.