A Hybrid Multi-Branch Deep Learning Model for Autism Spectrum Disorder Detection Using Spatiotemporal Gait Analysis

IEEE Access, 2026

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Gold Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.1109/access.2026.3704046
Деректер сенімділігі 70 орташа
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

Early and objective diagnosis of autism spectrum disorders (ASD) remains a pressing issue in modern medical and cognitive informatics, where motor behavior analysis is considered a promising source of digital biomarkers. In particular, kinematic gait characteristics obtained with contactless sensors enable the identification of subtle motor impairments that may not be apparent on visual assessment. In this paper, we propose a hybrid multi-branch deep learning model, HMB-TSC, for the automatic classification of children with ASD based on spatiotemporal gait data extracted from the Kinect v2 camera. An open dataset containing gait recordings of children with ASD and typically developing (TD) peers was used for the experiments. Data preprocessing included outlier filtering, feature normalization, feature expansion, and time-series segmentation using a sliding-window method. The HMB-TSC architecture combines three complementary branches: a Transformer for modeling global temporal dependencies, a CNN-BiLSTM for extracting local spatiotemporal patterns, and a CNN-BiGRU for efficient sequential analysis. The performance evaluation was conducted using the holdout, 5-fold, and 5 × 3 nested validation protocols. In a reproducible released run, HMB-TSC achieved accuracy = 0.850 and AUROC = 0.948 in holdout validation, while 5-fold and nested validation yielded Accuracy = 0.850 ± 0.035, AUROC = 0.940 ± 0.029, and F1 = 0.845 ± 0.036. Compared with the baseline CNN, LSTM, and Transformer models, the proposed model demonstrated the best overall performance, especially in terms of AUROC and balanced F1-score.