本稿では，外観検査の自動化などのために，非破壊かつ非接触の見えに基づく表面素材の識別法を提案する．提案手法では，被写体の見えが分光反射率，表面粗さ，屈折率などの被写体に固有な特性に依存することに着目して，画素ごとの識別を行う．具体的には，多波長・多方向光源下の偏光画像を入力として，素材による分光反射率，表面粗さ，屈折率などの違いを捉える．特に，多波長・多方向光源の明るさ，および，偏光チャネルの重みを，光源の明るさに非負値制約を課して最適化することで，ワンショットのモノクロ偏光画像からの高精度な識別を目指す．LEDクラスタとモノクロ偏光カメラからなるシステムを用いた実験を行い，提案手法の有効性を示す.