Как отличить кошку от собаки по фотографию?

Просто берешь и отличаешь!!!

Ну к примеру пишете нейронную сеть для распознавания, прогоняете по ней миллион фоток кошек и собак, обучаете ее и вуаля - обучили и написали программу.

есть уже опенсорсные библиотеки вполне сносные http://habrahabr.ru/post/133826/

Если уши треугольные, зрачки щелочкой и маленький ротик - то это кошка.