A boundary line candidate image indicating the detected edge is generated by detecting the edge of the layer from the input image. Differentiating the luminance value of the input image, a luminance value differential image indicating the luminance gradient of the layer is created. Create an evaluation score image obtained by weighting calculation at an optimal ratio between the boundary position probability image obtained from the boundary line candidate image and the existence probability image where the boundary line to be extracted and the luminance value differential image exist, and total evaluation The route with the highest score is extracted as a boundary line. According to such an image processing device and an image processing method, it is possible to extract a layer boundary line with high accuracy from an image obtained by photographing a target object composed of a plurality of layers.入力画像から層のエッジを検出して検出されたエッジを示す境界線候補画像を作成する。入力画像の輝度値を微分して層の輝度勾配を示す輝度値微分画像を作成する。境界線候補画像と抽出しようとする境界線が存在する存在確率画像から得られる境界線位置確率画像と輝度値微分画像の最適な比率での重み付け計算から得られる評価得点画像を作成し、合計評価得点が最も高くなった経路を境界線として抽出する。このような画像処理装置、画像処理方法によれば、複数の層から構成される対象物体を撮影した画像から層の境界線を高精度で抽出することができる。