Я думаю, что тебе надо просто почитать в гугле motion analysis methods. Нет, может быть, кто-то тебе прямо конкретику подскажет тут, если решал такую или похожую задачу. Я точно не решал, но сразу бы двигался в сторону motion analisys. У тебя волна в разных точках может иметь разную скорость и разное направление (или нет?). Может быть, тебе даже надо будет знать пару скорость/направление в произвольной точке.

А что ты ожидаешь получить в результате?

Ну мне бы сделать оценку в стиле в данной области волна с волновым числом k двигается со скоростью vx, vy. Глубоко влезать не хочется, да и не нужно, а руками считать тяжко.

Такой рисунок видел в учебнике по сейсмологии и формулы там же.

Ну лично мне этот график очень сильно напоминает шум, вот только не белый. Есть же методика для определения векторных полей по картинкам во всяких там конденсированных средах, PIV называется: https://en.wikipedia.org/wiki/Particle_image_velocimetry

Вопрос

Как так вообще получилось, что у тебя стоит задача получения чиселок из картинки, а не наоборот? Вот на самом деле интересно, где ж такое возникает.

Числа есть. Снимки не всмысле картинки, а в смысле снапшоты.

В принципе, правильный вопрос задали. Вот числа есть. А откуда они у тебя берутся эти снепшоты? Это экспериментальные данные или получены аналитически (численными методами)? Может, тогда можно в твоем случае аналитически выразить скорость и направление и считать их для каждой точки? Или это слишком сложно?

Каим математическим методом вытащить оттуда скорость волны и её направление?

Скорость волны и её направление можно оценить по смещению максимумов двумерной автокорреляционной функции ©.

Глубоко влезать не хочется, да и не нужно, а руками считать тяжко.

Аналогичные задачи решают, например, по 2D сейсмограммам в RadExPro ©.

А каким методом можно вытащить числа из картинки не подскажите? Например скриншот какой-то функции, график. Возможно есть шум в виде надписей. Как проще это перевести в числовую форму, а еще лучше и в формулу? Желательно Python'ом, но не обязательно.

Какой уровень автоматизма нужен?

Иными словами, сколько таких скриншотов нужно обработать?

Скриншотов от один до много, но они идут не подряд в таймлайне. Вот пример https://image.prntscr.com/image/38333c1af09b41c0a0edabc59809a7f1.png

Данные о зеленой есть. Нужно оцифровать розовую линию. В идеале вывести её формулу.

https://habrahabr.ru/post/339332/