1) сканирующим окном, вот например ссыль
http://habrahabr.ru/post/133826/
2) ээ, батенька, да это ж целое направление в науке.
Нужно тщательно курить Computer Vision.
Из помогающих делу библиотек могу посоветовать OpenCV.
Но вообще лучше либо начать с азов распознавания образов и все больше образовыватся, либо брать готовые решения.