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Evaluating Supervised Learning Models for Fraud Detection: A Comparative Study of Classical and Deep Architectures on Imbalanced Transaction Data

Created by
  • Haebom

저자

Chao Wang, Chuanhao Nie, Yunbo Liu

개요

본 연구는 금융 및 전자상거래와 같은 고위험 분야에서 사기 탐지의 중요성을 강조하며, 대규모 불균형 온라인 거래 데이터셋을 사용하여 로지스틱 회귀, 랜덤 포레스트, LightGBM, GRU 네트워크 등 4가지 지도 학습 모델의 성능을 체계적으로 비교 분석했습니다. 랜덤 포레스트와 LightGBM과 같은 앙상블 기법이 전반적인 지표와 클래스별 지표 모두에서 우수한 성능을 보였으며, 로지스틱 회귀는 신뢰할 수 있고 해석 가능한 기준 모델 역할을 했습니다. GRU 모델은 소수 클래스인 사기 거래에 대한 재현율이 높았으나 정밀도가 낮아지는 trade-off를 보였습니다. 평가는 가중 평균뿐 아니라 클래스별 정밀도, 재현율, F1 점수를 포함하여 각 모델의 효과에 대한 세부적인 분석을 제공하며, 사기 탐지 시스템의 위험 허용치와 운영상의 필요에 따라 모델을 선택해야 함을 강조합니다.

시사점, 한계점

시사점:
랜덤 포레스트와 LightGBM이 불균형 데이터셋에서 우수한 사기 탐지 성능을 보임을 확인.
로지스틱 회귀는 해석 가능성이 높은 기준 모델로 활용 가능.
GRU는 높은 재현율을 제공하지만 정밀도 저하라는 trade-off 고려 필요.
클래스별 지표 분석을 통해 모델 성능의 균형 잡힌 평가 중요성 제시.
사기 탐지 시스템 구축 시 위험 허용치와 운영적 필요에 따른 모델 선택 필요성 강조.
한계점:
특정 데이터셋에 대한 결과이므로 다른 데이터셋으로 일반화하는 데 한계 존재.
다른 알고리즘이나 하이퍼파라미터 튜닝을 통한 성능 개선 가능성 존재.
실제 시스템 적용 시 발생할 수 있는 추가적인 문제점 고려 필요.
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