در فیلتر همومورفیک از مدل illumination-reflectance جهت بهبود همزمان در فشرده‌سازی رنج روشنایی و بهبود contrast استفاده می‌شود. مطابق مدل illumination-reflectance یک تصویر با مولفه f(x,y) می‌تواند به صورت حاصلضرب مولفه‌های روشنایی آن i(x,y) و بازتابش r(x,y) نمایش داده شود. مولفه روشنایی یک تصویر عموما نشان‌دهنده تغییرات مکانی آرام یا مولفه‌های با فرکانس پایین می‌باشد در حالی که مولفه بازتابش تصویر نشان‌دهنده مولفه های فرکانس بالا تغییرات ناگهانی شدید خصوصا در محل اتصال اشیاء غیر متشابه می‌باشد. گاهی اوقات در نظر داریم که هم مولفه‌های فرکانس بالا و هم فرکانس پایین را تواما فیلتر کنیم. بنابراین با چنین فیلتری با جدا کردن مولفه‌های فرکانس پایین که مربوط به روشنایی می‌باشد از مولفه‌های فرکانس بالا که مربوط به reflectivity می‌باشد، تغییرات را بر روی دو بخش انجام می‌دهیم.