라인 단위 연산을 이용한 이미지 처리 방법 및 장치가 개시된다. 일 실시예에 따른 이미지 처리 장치는, 이미지를 수신하는 수신기와, 상기 이미지를 라인 단위의 이미지 라인으로 출력하는 적어도 하나의 제1 라인 버퍼와, 상기 제1 라인 버퍼의 출력에 기초하여 컨벌루션 연산을 수행함으로써 특징맵을 생성하는 제1 컨벌루션 연산기와, 상기 제1 컨벌루션 연산기의 출력을 적어도 하나의 라인 단위로 저장하고, 상기 적어도 하나의 라인 단위로 저장된 특징맵을 2 차원 형태로 출력하도록 처리하는 특징맵 처리기를 포함하고, 적어도 하나의 컨벌루션 연산은 파이프라인(pipe-line) 형태로 동작한다.