一 图像成像模型
设图像函数为f(x, y)，该函数可由两个分量表征：
，其中：
1）入射光函数i(x, y)，取值范围为：
；
2）反射系数r(x, y)，取值范围为：
。
一般情况下，光照变化比较缓慢，光照函数一般对应低频部分；而物体反射变化比较剧烈，反射函数一般对应高频部分。如果对图像函数做类似高频强调滤波，则有可能解决光照不均问题。
二 同态滤波
图像函数： 
进行对数变换：
进行傅里叶变换：
变换结果为：
使用滤波器H(u, v)对Z(u,v)滤波：
进行傅里叶反变换：
变换结果为：
进行指数变换：
通过以上建模，对照射分量与反射分量进行分离，使用不同滤波器H(u,v)参数，可以有效的控制照射分量与反射分量。
三 同态滤波器
1）高斯低通滤波器
，其中D(u,v)为到频率中心的距离；
2）高斯高通滤波器
3）同态滤波器
同态滤波器是在高斯高通滤波器上的变形，具体如下：
一般情况下，
，根据图像数据调整
可得到理想效果。