論文の概要: Explainable AI for Fraud Detection: An Attention-Based Ensemble of CNNs, GNNs, and A Confidence-Driven Gating Mechanism

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.09069v2
• Date: Sat, 22 Feb 2025 11:00:27 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-02-25 22:36:55.546132
• Title: Explainable AI for Fraud Detection: An Attention-Based Ensemble of CNNs, GNNs, and A Confidence-Driven Gating Mechanism
• Title（参考訳）: フラッド検出のための説明可能なAI:CNN、GNN、信頼駆動ゲーティングメカニズムの注意に基づくアンサンブル
• Authors: Mehdi Hosseini Chagahi, Niloufar Delfan, Saeed Mohammadi Dashtaki, Behzad Moshiri, Md. Jalil Piran,
• Abstract要約: 本研究は,通常の分類プロセスに2つの余分な層を追加することにより,CCF検出のための新たな積み重ねに基づくアプローチを提案する。 注意層では、畳み込みニューラルネットワーク(CNN)とリカレントニューラルネットワーク(RNN)のソフトアウトプットを、依存重み付け平均化(DOWA)演算子を用いて組み合わせる。 信頼層では,どのアグリゲーション(DOWAまたはIOWA)でも,メタラーナーへのフィードの不確実性が低いかを選択する。 3つのデータセットに対する実験により,提案手法は高精度かつ堅牢な一般化を実現し,CCF検出に有効であることが示された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.486205584465161
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: The rapid expansion of e-commerce and the widespread use of credit cards in online purchases and financial transactions have significantly heightened the importance of promptly and accurately detecting credit card fraud (CCF). Not only do fraudulent activities in financial transactions lead to substantial monetary losses for banks and financial institutions, but they also undermine user trust in digital services. This study presents a new stacking-based approach for CCF detection by adding two extra layers to the usual classification process: an attention layer and a confidence-based combination layer. In the attention layer, we combine soft outputs from a convolutional neural network (CNN) and a recurrent neural network (RNN) using the dependent ordered weighted averaging (DOWA) operator, and from a graph neural network (GNN) and a long short-term memory (LSTM) network using the induced ordered weighted averaging (IOWA) operator. These weighted outputs capture different predictive signals, increasing the model's accuracy. Next, in the confidence-based layer, we select whichever aggregate (DOWA or IOWA) shows lower uncertainty to feed into a meta-learner. To make the model more explainable, we use shapley additive explanations (SHAP) to identify the top ten most important features for distinguishing between fraud and normal transactions. These features are then used in our attention-based model. Experiments on three datasets show that our method achieves high accuracy and robust generalization, making it effective for CCF detection.
• Abstract（参考訳）: 電子商取引の急速な拡大とオンライン購入や金融取引におけるクレジットカードの普及により、クレジットカード詐欺(CCF)の迅速かつ正確な検出の重要性が著しく高まった。 金融取引における不正行為は、銀行や金融機関にとって実質的な金銭的損失をもたらすだけでなく、デジタルサービスに対するユーザーの信頼を損なう。 本研究では,注意層と信頼層の組み合わせ層という,通常の分類プロセスに2つの余分なレイヤを追加することで,CCF検出のための新たなスタックベースアプローチを提案する。 本研究では,畳み込みニューラルネットワーク(CNN)と,従属重み付き平均化(DOWA)演算子を用いたリカレントニューラルネットワーク(RNN)と,従属重み付き平均化(IOWA)演算子を用いたグラフニューラルネットワーク(GNN)と長短短期記憶(LSTM)演算子を用いた長寿命ニューラルネットワーク(LSTM)演算子を用いたソフトアウトプットを組み合わせる。 これらの重み付けされた出力は異なる予測信号をキャプチャし、モデルの精度を高める。 次に、信頼層において、メタラーナーにフィードする不確実性の低いアグリゲーション(DOWAまたはIOWA)を選択する。 モデルをより説明しやすいものにするために、不正取引と通常の取引を区別する上で最も重要な機能のトップ10を特定するために、シェープな追加的説明(SHAP)を用いる。 これらの機能は、アテンションベースのモデルで使用されます。 3つのデータセットに対する実験により,提案手法は高精度かつ堅牢な一般化を実現し,CCF検出に有効であることが示された。

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