Sería más fácil responder esta pregunta si hubiera incluido las imágenes.
¿Cuánto cambia el ángulo en cada foto? ¿Las bolas son estacionarias? Por negro puro, ¿quiere decir que ya ha retocado el fondo con Photoshop o simplemente está describiendo una habitación oscura? ¿Son visibles todas las bolas en cada disparo?
Toda esta información es importante ya que cambia la tarea en cuestión.
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La única pista que puedo dar con la información actual es esta:
Si las bolas son del mismo tamaño y todas son visibles en cada disparo, y el fondo es realmente negro puro, entonces debe dibujar cuadros delimitadores alrededor de cada bola para calcular sus diámetros (use una forma de umbral si no es simplemente 1- bit negro / blanco).
Según el diámetro, puede calcular una distancia relativa de la cámara (esto no será preciso si la cámara no está calibrada para eliminar distorsiones, pero sería suficiente para determinar aproximadamente dónde están entre sí).
Actualización : Bien, ahora que he visto la pregunta actualizada, puedo decir que en realidad no se trata de una pregunta de informática / visión por computadora. Segmentar los círculos es trivial, como ya describí en esta respuesta, el resto se reduce a algún tipo de agrupación estadística o predicción matemática.
