Sea
una imagen en escala de grises, que mapea puntos de un espacio euclidiano o de una cuadrícula discreta E (tal como R2 o Z2) en la recta real. Sea
un elemento estructurante. Usualmente, b es simétrico y tiene short-support, por ejemplo,
.
Entonces, el gradiente morfológico de f está dado por:
,
donde
y
denotan la dilatación y la erosión, respectivamente.
Un gradiente interno está dado por:
,
y un gradiente externo está dado por:
.
Los gradientes interno y externo son "más delgados" que el gradiente, pero los picos del gradiente se encuentran sobre los bordes, mientras que los picos del gradiente interno y del externo se encuentran a cada lado de estos. Note que
.
Si
, entonces los tres gradientes tienen valores no negativos en todos los píxeles.