본 발명은 미리 학습된 인공 신경망으로 구현되고, 이미지 데이터와 지정된 수의 픽셀에 대한 깊이 정보가 포함된 희소 깊이맵이 결합된 이미지 깊이 정보를 인가받아, 이미지 깊이 정보로부터 이미지 데이터의 각 픽셀에 대한 깊이값을 추정하여 임시 깊이맵을 획득하고, 각 픽셀에 대한 유사 픽셀의 위치를 나타내는 오프셋으로 구성되는 오프셋맵 및 유사도를 나타내는 가중치로 구성되는 가중치맵 획득하는 타겟 추정부, 희소 깊이맵에서 깊이 정보가 포함된 유효 픽셀을 선택하고, 선택된 유효 픽셀 각각에 대응하는 유사 픽셀의 위치와 깊이 정보를 오프셋맵과 가중치맵을 이용하여 획득하여, 깊이 정보가 획득된 유사 픽셀이 유효 픽셀로서 희소 깊이맵에 추가된 유효 깊이맵을 획득하는 전파 모듈 및 임시 깊이맵과 유효 깊이맵을 인가받아 결합하여 결합 깊이맵을 획득하고, 미리 학습된 인공 신경망으로 구현되어, 결합 깊이맵으로부터 학습된 방식에 따라 고밀도 깊이맵을 획득하는 깊이맵 획득부를 포함하여, 높은 정확도의 고신뢰도를 갖는 고밀도 깊이맵을 획득할 수 있는 깊이맵 채움 장치 및 방법을 제공한다.