Если эти черные линии всегда находятся на изображениях, и они почти идеально прямые (без искажений в кривые), лучшим способом будет использование преобразования Хафа или преобразования Радона (разные способы думать об одном и том же), чтобы найти только две черные линии, а затем сравнить их позиции.
Сначала нужно инвертировать изображения, чтобы линии были ярко-белыми (большие значения), а затем выполнить преобразование Хафа. Выход для каждого изображения будет две яркие белые точки, из которых вы можете сделать обнаружение пика. Координата каждого пика говорит вам угол и смещение линии.
Я не делал этого в MATLAB, но вижу несколько примеров и документации: