Please use this identifier to cite or link to this item: http://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/12316
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.contributor.advisorShahrul Na’im Sidek, Ph.Den_US
dc.contributor.advisorHazlina Md. Yusof, Ph.Den_US
dc.contributor.authorMohammad Ariff Rashidanen_US
dc.date.accessioned2024-09-03T08:00:23Z-
dc.date.available2024-09-03T08:00:23Z-
dc.date.issued2024-
dc.identifier.urihttp://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/12316-
dc.description.abstractThe prevalence of Autism Spectrum Disorder (ASD) among children in the United States was reported at 1 in 59 for children aged 8 years. In Malaysia, while official statistics are limited, a preliminary investigation carried out by the Ministry of Health Malaysia, examining children aged 18 to 26 months, revealed a prevalence rate of 1.6 per 1000 children. Numerous cases remain undiagnosed, yet the escalating number of autism cases observed by healthcare professionals in paediatric centres strongly indicates a potentially higher prevalence rate in Malaysia. Children with ASD encounter difficulties in expressing affective states, particularly due to a deficit in socio-emotional communication skills. Understanding their affective states is crucial, yet conventional assessment methods, such as EEG and ECG, which often involve the use of patches, can be invasive and may lead to emotional distress. These methods disrupt natural behaviours, leading to inaccurate representations of their affective states. Recognizing the need for a more effective approach, the research proposes non-invasive methods to assess the affective states of children with ASD. It introduces a novel framework for modelling of affective states by using Convolutional Neural Network (CNN) classifier. The research recruited 56 children as the subject, comprising 28 ASD children aged between five and nine years (M = 6.43, SD = 1.2), and an additional 28 typically developing (TD) children (M = 5.65, SD = 2.2) serving as the control group. The investigation focused on the frontal facial thermal imaging of ASD children in response to specially developed video stimuli representing five primary affective states. To ensure the accuracy and impartiality of the assessment, the stimuli were verified by expert blind coders through questionnaires. These questionnaires captured the subjects’ responses to each video stimulus, evaluating valence and arousal levels. The thermal imaging data of children with ASD exhibited unique patterns associated with cutaneous blood flow under the skin regulated by the Autonomic Nervous System (ANS). These patterns were associated with the five basic affective states when the children were exposed to the video stimuli. The research leveraged GLCM, wavelet coefficients, and thermal intensity values from specific regions of interest (ROI) in the facial image as input features for the CNN model. The model enabled real-time computation of affective state outputs, facilitating quantifiable correlations between temperature patterns and affective states. Statistical analysis evaluated these correlations in forms of valence and arousal values. The responses were then mapped onto Kollias's 2-D Circumplex Model of Affect to validate the affective state model. The proposed model is capable of classifying the affective states with high accuracy of 94.10% for TD, 89.60% for ASD, and precision of 95.76% for TD, 91.66% for ASD. The validity of the approach was further confirmed using the CK+ and Rusli et al. frontal facial databases, demonstrating notable performance with an accuracy of 91.81% and precision of 94.54%. These findings reveal the potential of using non-invasive and less intrusive method through thermal imaging with advanced machine learning techniques in assessing real-time affective states in autistic children. It facilitates a more effective diagnostic and early intervention therapy.en_US
dc.language.isoenen_US
dc.publisherKuala Lumpur : Kulliyyah of Engineering, International Islamic University Malaysia, 2024en_US
dc.rightsOWNED BY IIUM
dc.subjectphysiological signal;affective computing;emotion recognitionen_US
dc.titleCorrelation between frontal facial thermal pattern and affective states of autism spectrum disorder childrenen_US
dc.typeDoctoral Thesisen_US
dc.description.identityG1825106Ayubrafiaen_US
dc.description.identifierThesis : Correlation between frontal facial thermal pattern and affective states of autism spectrum disorder children / by Mohammad Ariff bin Rashidanen_US
dc.description.kulliyahKulliyyah of Engineeringen_US
dc.description.programmeDoctor of Philosophy in Engineeringen_US
dc.description.degreelevelDoctoral
dc.description.abstractarabicالأطفال في الولايات المتحدة بأنه يصل إلى ١ من بين ٥٩ )ASD( تم الإبلاغ عن انتشار اضطراب طيف التوحد طفلاً في سن ٨ سنوات. في ماليزيا، على الرغم من أن الإحصاءات الرسمية محدودة، فإن تحقيقاً أولياً أجرته وزارة الصحة الماليزية، شمل أطفالاً تتراوح أعمارهم بين ١٨ إلى ٢٦ شهراً، كشف عن معدل انتشار بلغ ١.٦ لكل ١٠٠٠ طفل. لا تزال العديد من الحالات غير مشخصة، لكن العدد المتزايد من حالات التوحد التي يلاحظها المهنيون الصحيون في مراكز الأطفال يشير بقوة إلى احتمال وجود معدل انتشار أعلى في ماليزيا. يواجه الأطفال المصابون بضطراب طيف التوحد صعوبت في التعبير عن الحالات العاطفية، خصوصًا بسبب نقص في مهارات التواصل الاجتماعي والعاطفي. يعد فهم وتخطيط كهربية )EEG( حالاتهم العاطفية أمرًا بلغ الأهمية، إلا أن الطرق التقليدية للتقييم، مثل تخطيط كهربية الدماغ التي غالبًا ما تتضمن استخدام رقع، يمكن أن تكون غازية وقد تؤدي إلى ضيق عاطفي. هذه الأساليب ،)ECG( القلب تعطل السلوكيات الطبيعية، مما يؤدي إلى تمثيلات غير دقيقة لحالاتهم العاطفية.بإدراك الحاجة إلى نهج أكثر فعالية، يقترح البحث طرقًا غير غازية لتقييم الحالات العاطفية للأطفال المصاب ين بضطراب طيف التوحد. يقدم إطارًا جديدًا لنمذجة قام البحث بتجنيد ٥٦ طفلًا كموضوع .)CNN( الحالات العاطفية بستخدام مصنف الشبكة العصبية الالتفافية للدراسة، منهم ٢٨ طفلاً مصابً بضطراب طيف التوحد تتراوح أعمارهم بين خمس وتسع سنوات )متوسط العمر = ، متوسط العمر = ٥.٦٥ ( )TD( ٦.٤٣ ، الانحراف المعياري = ١.٢ (، بلإضافة إلى ٢٨ طفلاً آخرين طبيعيي التطور الانحراف المعياري = ٢.٢ ( كعينة ضابطة. ركز التحقيق على التصوير الحراري للوجه الأمامي للأطفال المصابين بضطراب طيف التوحد استجابةً لمحفزات فيديو مطورة خصيصًا تمثل خمس حالات عاطفية أساسية. لضمان دقة وحيادية التقييم، تم التحقق من المحفزات بواسطة مقيمين خبراء غير منحازين من خلال استبيانات. هذه الاستبيانات سجلت ردود الأفعال تجاه كل محفز فيديو، مقيمة مستويات التقييم والإثارة.أظهرت بيانات التصوير الحراري للأطفال المصابين بضطراب طيف .)ANS( التوحد أنماطًا فريدة مرتبطة بتدفق الدم الجلدي تحت الجلد والذي يتم تنظيمه بواسطة الجهاز العصبي اللاإرادي كانت هذه الأنماط مرتبطة بلحالات العاطفية الخمس الأساسية عندما تعرض الأطفال للمحفزات الفيديوية. استند معامل الموجة، وقيم شدة الحرارة من مناطق ،)GLCM( البحث إلى خصائص المصفوفة التعاونية للمستوى الرمادي مكن النموذج من حساب الحالات العاطفية في الوقت الحقيقي، مسهلاً .CNN محددة من الوجه كمدخلات لنموذج ارتباطات كمية بين أنماط درجات الحرارة والحالات العاطفية. قامت التحليلات الإحصائية بتقييم هذه الارتباطات من خلال قيم التقييم والإثارة. تم بعد ذلك تمثيل الردود على نموذج كوليا الثنائي الأبعاد ل لحالات العاطفية للتحقق من نموذج الحالة العاطفية.قادر النموذج المقترح على تصنيف الحالات العاطفية بدقة عالية تبلغ ٩٤.١٠ ٪ للأطفال الطبيعيين وبدقة تبلغ ٩٥.٧٦ ٪ للأطفال الطبيعيين ، )ASD( ٨٩.٦٠ ٪ للأطفال المصابين بضطراب طيف التوحد ،)TD( تم تأكيد صحة النهج بستخدام قواعد .)ASD( ٩١.٦٦ ٪ للأطفال المصابين بضطراب طيف التوحد ،)TD( مما أظهر أداءً ملحوظًا بدقة ٩١.٨١ ٪ وبدقة ٩٤.٥٤ ٪. تُظهر هذه ،.Rusli et al و +CK بيانات الوجوه الأمامية النتائج الإمكانية لاستخدام طريقة غير غازية من خلال التصوير الحراري مع تقنيات التعلم الآلي المتقدمة في تقييم الحالات العاطفية في الوقت الحقيقي لدى الأطفال المصابين بلتوحد. هذا يسهل التشخيص الأكثر فعالية والعلاج المبكرen_US
dc.description.nationalityMalaysianen_US
dc.description.emailariffrashidan@gmail.comen_US
dc.description.cpsemailcps2u@iium.edu.myen_US
dc.description.notesThesis (Ph.D)--International Islamic University Malaysia, 2024.en_US
dc.description.physicaldescription1 online resource (xix, 211 leaves) ; color illustrations.en_US
item.openairetypeDoctoral Thesis-
item.grantfulltextrestricted-
item.fulltextWith Fulltext-
item.languageiso639-1en-
item.openairecristypehttp://purl.org/coar/resource_type/c_18cf-
item.cerifentitytypePublications-
Appears in Collections:KOE Thesis
Files in This Item:
File SizeFormat 
G1928589Mohammadariffrashidan_SEC.pdf
  Restricted Access
33.47 MBAdobe PDFView/Open    Request a copy
Show simple item record

Google ScholarTM

Check


Items in this repository are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated. Please give due acknowledgement and credits to the original authors and IIUM where applicable. No items shall be used for commercialization purposes except with written consent from the author.