요약다중 해상도 및 듀얼 브랜치 구조를 활용한 자동 수면 단계 분류 장치 및 방법이 개시된다. 일 실시예에 따른 수면 단계 분류 방법은 적어도 프로세서(processor)를 포함하는 컴퓨팅 장치에 의해 수행되고, 각각이 미리 정해진 길이를 갖는 복수의 뇌파 신호들을 포함하는 타겟 뇌파 신호 시퀀스를 획득하는 단계, 상기 복수의 뇌파 신호 신호들 각각을 주파수 영역으로 변환하여 시간-주파수 영역 신호 시퀀스를 획득하는 단계, 상기 타겟 뇌파 신호 시퀀스로부터 시간 영역의 특징 벡터를 생성하는 단계, 상기 시간-주파수 영역 신호 시퀀스로부터 시간-주파수 영역의 특징 벡터를 생성하는 단계, 상기 시간 영역의 특징 벡터, 상기 시간-주파수 영역의 특징 벡터, 및 상기 시간 영역의 특징 벡터와 상기 시간-주파수 영역의 특징 벡터의 합인 조인트 특징 벡터 각각에 대한 확률 분포 벡터를 생성하는 단계, 상기 확률 분포 벡터를 기초로, 각 도메인에서 각 클래스별 확률을 산출하는 단계, 및 산출된 클래