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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 해석 가능하고 신뢰할 수 있는 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 요구 사항에 따라 모델을 선택하는 것이 중요함을 강조합니다.

시사점, 한계점

시사점:
랜덤 포레스트와 LightGBM이 대규모 불균형 데이터셋에서 우수한 사기 탐지 성능을 보임.
로지스틱 회귀는 해석 가능하고 신뢰할 수 있는 기준 모델로 활용 가능.
GRU는 사기 거래 재현율 향상에 기여하지만, 정밀도 저하를 고려해야 함.
사기 탐지 시스템 구축 시 위험 허용치와 운영 요구사항을 고려한 모델 선택이 중요함.
클래스별 지표 분석을 통한 모델 성능 평가의 중요성 강조.
한계점:
특정 데이터셋에 대한 결과이므로 일반화에 한계가 있을 수 있음.
다른 알고리즘이나 데이터 전처리 기법에 대한 추가 연구 필요.
GRU 모델의 정밀도 저하 문제에 대한 추가적인 개선 연구 필요.
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