본 발명은 각각 기지정된 크기의 다수의 필터를 구비하고 순차 연결되는 N개의 컨볼루션 레이어를 포함하는 인공 신경망으로 구현되어 이미지 업스케일링을 수행하는 초해상도 장치를 위한 전처리 장치로서, 초해상도 장치에 입력되는 이미지가 컨볼루션 레이어의 이미지 쉬링크로 인해 축소되는 전체 크기를 나타내는 통합 패딩영역 크기를 계산하는 통합 패딩 크기 계산부, 업스케일링 대상인 입력 이미지의 외곽을 따라 전방향으로 통합 패딩영역 크기의 절반 크기로 한번에 확장하여 통합 패딩을 수행하는 통합 패딩부 및 기지정된 방식으로 통합 패딩에 의해 확장된 영역인 패딩 영역의 각 픽셀의 픽셀값을 채우는 패딩영역 채움부를 포함하여, 하드웨어로 구현되는 초해상도 장치의 데이터 플로우를 단순화하여 설계가 용이하고 고속 연산이 가능하도록 하고, 입력 이미지에서 에지 영역의 정보가 충분하게 반영될 수 있도록 하는 초해상도 장치를 위한 전처리 장치 및 방법을 제공할 수 있다.