Можно использовать статистические признаки изображений, типа среднего, дисперсии, моментов более высокого порядка. Будет быстро и незаисимо от масштабирования, вращения и сдвига.
Lynn «Кофеман», да. Причем всегда центр масс будет вне сферы, т.к. сфера это поверхность. Центр масс будет внутри области пространства, ограниченой сферой, т.е. внутри шара, но не на самой сфере.