Vladimir

Возможно, вот это натолкнёт на нужные мысли:
https://www.mathworks.com/help/fuzzy/examples/mode...

Вы хотите реализовать свой алгоритм классификации - или обучить существующий для поиска нужных вам объектов. Если второе - то сначала нужно создать обучающую выборку.
Подробности можно почитать здесь.

можно в отдельном потоке, а можно использовать неблокирующий доступ.

гм… а может использовать функции C++, которые уже дёргать из питона?