Detectar diferenças de iluminação entre duas imagens iguais (uma mais escura que a outra)

Caros,

Preciso medir a diferença de iluminação entre duas imagens (mesma imagem, só que uma mais escura que a outra).
Quero fazer isso através do processamento das imagens.
O que vocês sugerem? Pensei em usar o Matlab, mas não sei que função utilizar...

Desde já agradeço as ajudas!!