多波長多方向光源下画像は，光源の色と方向の両方に依存する物体の見えを捉えることができるため，画像の理解・認識・生成において重要である．本稿では，多波長多方向光源下画像を対象として，様々な画像処理の前処理として有用な相互反射除去法を提案する．提案手法では，多波長多方向光源下画像を画素，光源色・カメラバンド，光源方向に関する3次元データとして表現したときの低ランク構造に基づいて，直接反射と相互反射を分離する．具体的には，直接反射と相互反射の色が異なること，および，カゲを除く直接反射の明るさが入射角余弦則に従うことに基づいて，非負値行列因子分解とロバストPCAを組合わせて分離する．合成画像や実画像を用いた実験を行い，提案手法の有効性を示す．