I AE S In t er na t io na l J o urna l o f   Art if icia l In t ellig ence   ( I J - AI )   Vo l.  1 4 ,   No .   6 ,   Dec em b er   2 0 2 5 ,   p p .   4 7 4 9 ~ 4 7 6 2   I SS N:  2 2 5 2 - 8 9 3 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijai.v 14 .i 6 . p p 4 7 4 9 - 4 7 6 2          4749     J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij a i . ia esco r e. co m   Enha ncing  cre di ca rd f ra ud  dete cti o n wit sy n thet i mino rity  o v er - sa mpling  t ec hnique - in tegra ted  extreme  learning  ma chine       I m a n K a dh im   Aj la n 1 ,   M o ha m m ed  I bra him   M a hd i 2 ,   H a y der  M ura d 1 ,   F a ha d T a ha   A L - Dhief 3 Nurhiza m   Sa f ie 4 ,   Ya s ir  H us s ein Sha k ir 5 ,   Ali H a s him   Abb a s 6   1 D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r   S c i e n c e ,   C o l l e g e   o f   E d u c a t i o n   f o r   P u r e   S c i e n c e ,   W a si t   U n i v e r si t y ,   K u t ,   I r a q   2 D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r   S c i e n c e ,   C o l l e g e   o f   C o mp u t e r   S c i e n c e   a n d   I n f o r mat i o n   T e c h n o l o g y ,   W a si t   U n i v e r s i t y ,   K u t ,   I r a q   3 F a c u l t y   o f   I n f o r m a t i o n   S c i e n c e   a n d   T e c h n o l o g y ,   U n i v e r si t i   K e b a n g s a a n   M a l a y si a ,   B a n g i ,   M a l a y si a   4 C e n t e r   f o r   S o f t w a r e   T e c h n o l o g y   a n d   M a n a g e m e n t ,   F a c u l t y   o f   I n f o r ma t i o n   S c i e n c e   a n d   T e c h n o l o g y ,   U n i v e r s i t i   K e b a n g sa a n   M a l a y s i a ,   B a n g i ,   S e l a n g o r   5 C o l l e g e   o f   G r a d u a t e   S t u d i e s,  U n i v e r s i t i   Te n a g a   N a s i o n a l ,   K a j a n g ,   M a l a y s i a   6 D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r   Te c h n i c a l   En g i n e e r i n g ,   C o l l e g e   o f   I n f o r mat i o n   Te c h n o l o g y ,   I mam  Ja’ a f a r   A l - S a d i q   U n i v e r si t y ,     Al - M u t h a n n a ,   I r a q       Art icle  I nfo     AB S T RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ma r   1 3 ,   2 0 2 5   R ev is ed   Sep   2 5 ,   2 0 2 5   Acc ep ted   Oct  1 6 ,   2 0 2 5       M a n y   wo r k in   c y b e rse c u rit y   d e tec ti o n   su ffe fro m   lo a c c u r a c y   ra tes ,   p a rti c u larly   i n   re a l - wo rld   a p p li c a ti o n s,  wh e re   imb a lan c e d   d a t a se ts  a n d   e v o lv in g   fra u d   stra teg ies   p o se   si g n ifi c a n t   h u rd les .   Th is   stu d y   in tr o d u c e a n   o p ti m ize d   e x trem e   lea rn in g   m a c h in e   (EL M a lg o rit h m   to   a d d r e ss   th e se   c h a ll e n g e b y   d y n a m ica ll y   a d j u s ti n g   h i d d e n   n o d e ra n g i n g   fr o m   1 0   t o   1 0 0   with   a n   in c re m e n ste p   o 1 0   a n d   in teg ra ti n g   two   a c ti v a ti o n   fu n c ti o n s.  T h e   p ro p o se d   m e th o d   u ti l ize th e   s y n th e ti c   m in o r it y   o v e r - sa m p li n g   tec h n iq u e   (S M OTE)   to   h a n d le  c las im b a lan c e   e ffe c ti v e ly   a n d   i n c o r p o ra tes   a   c o m p re h e n siv e   e v a lu a ti o n   u sin g   d e sc rip ti v e   sta ti stics ,   v isu a li z a ti o n ,   a n d   sig n ifi c a n c e   tes ti n g .   T h e   p ro p o se d   EL M - S M OTE   m e th o d   a c h iev e th e   h ig h e st  re su lt s   i n c lu d in g   a n   a c c u ra c y   o f   9 9 . 7 1 0 % ,   re c a ll   o f   8 5 . 8 1 1 % ,   sp e c ifi c it y   o 9 9 . 7 4 3 % ,   a n d   G - m e a n   o f   9 2 . 0 6 8 % .   T h e se   o u tc o m e re flec th e   ro b u stn e ss   a n d   a d a p ta b il it y   o t h e   p ro p o se d   EL M   a lg o r it h m   in   d e tec ti n g   fra u d u le n tran sa c ti o n s.  Th is  st u d y   e m p h a siz e th e   imp o rta n c e   o a   h o li stic   p e rfo rm a n c e   a n a ly sis,  a d d re ss in g   g a p in   e x isti n g   m e th o d a n d   p r o v i d in g   a   sc a lab le fram e wo rk   fo re a l - wo rl d   fra u d   d e tec ti o n   a p p li c a ti o n s.   K ey w o r d s :   C las s   im b alan ce   C r ed it c ar d   f r au d   d etec tio n   C y b er s ec u r ity   E x tr em lear n in g   m ac h in e   SMOT E   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Fah ad   T ah AL - Dh ie f   Facu lty   o f   I n f o r m atio n   Scien c an d   T ec h n o lo g y ,   Un i v er s iti Ke b an g s aa n   Ma lay s ia   B an g i 4 3 6 0 0 ,   Ma lay s ia   E m ail: f ah ad @ u k m . ed u . m y       1.   I NT RO D UCT I O   I n   r ec e n y ea r s ,   th e x p o n e n tial  g r o wth   o f   d ig ital  tr a n s ac tio n s   h as  b r o u g h co n v en i en ce   an d   ef f icien cy   to   g lo b al  co m m er c e   [ 1 ] .   Ho wev er ,   th is   r is in   d ig ital  p ay m en ts   h as  also   g iv en   r is to   an   alar m in g   in cr ea s in   f r a u d u le n ac tiv ities ,   p ar ticu lar ly   in   cr ed it  ca r d   tr an s ac tio n s   [ 2 ] .   C r ed it  ca r d   f r a u d   d etec tio n   b ec o m es  cr itical  ch allen g in   th f ield   o f   c y b er s ec u r it y ,   r eq u ir in g   in n o v ativ an d   ef f ec tiv s o lu tio n s   to   p r o tect  f in an cial  s y s tem s   an d   co n s u m er   t r u s [ 3 ] Sy s te m s   o f   cy b er s ec u r ity   d etec tio n   h av d e v elo p e d   s ig n if ican tly   o v er   r ec en y ea r s ,   lev er ag in g   a d v an ce m en ts   in   ar tific ial  in tellig en ce   ( AI ) ,   m ac h in lear n in g   ( ML ) ,   a n d   d ee p   lear n in g   ( DL )   [ 4 ] .   Am o n g   th ese,   e x tr em e   le ar n in g   m ac h in es   ( E L M)   h a v g ar n er e d   atten tio n   f o r   t h eir   r a p id   lear n in g   ca p ab ilit ies  an d   m in im al   co m p u tatio n al  r eq u ir em en ts   [ 5 ] .   E L M,   s in g le - la y er   f ee d f o r war d   n e u r al  n etwo r k   ( SLFN ) ,   o f f er s   an   ad v an tag e   in   h an d lin g   lar g e   d atasets ,   m ak in g   it  p r o m is in g   ca n d id ate  f o r   r ea l - tim f r au d   d etec tio n   [ 6 ] .   Desp ite  its   p o ten tial,  th ap p licatio n   o f   E L alg o r ith m   in   c r ed it   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.  1 4 ,   No .   6 ,   Dec em b er   2 0 2 5 4 7 4 9 - 4 7 6 2   4750   ca r d   f r au d   d etec tio n   r em ain s   u n d er ex p lo r ed ,   esp ec ially   in   ad d r ess in g   class   im b alan ce s   an d   in co r p o r atin g   r o b u s t statis tical  ev alu atio n s   [ 7 ] .   I n   g e n er al,   s ec u r ity   is   a   cr itica co m p o n en t   o f   ev er y   s y s tem   an d   o r g an izatio n   [ 8 ] [ 1 0 ] I n   p ar ticu lar ,   cr ed it  ca r d   f r a u d   d etec tio n   p o s es  u n iq u c h allen g es  b ec a u s o f   th c o m p lex ity   an d   ev o lv i n g   tactics  in v o lv ed   in   f r au d u len ac tiv ities   [ 1 1 ] I n   th s y s tem s   o f   cr ed it  ca r d   f r au d   d etec tio n ,   t h d atasets   a r ty p ically   h ig h ly   im b alan ce d ,   with   leg itima te  t r an s ac tio n s   v astl y   o u tn u m b er in g   f r a u d u len o n es  [ 1 2 ] T h i s   im b alan ce   o f ten   s k ews  th p er f o r m an ce   o f   m o d els,  wh er it  m ay   o b tain   h ig h   o v er all  ac cu r ac y   b u p o o r   s en s itiv ity   an d   s p ec if icity   f o r   th m in o r ity   class   ( i.e . ,   f r au d u len tr an s ac tio n s ) .   As  f r au d u len ac tiv ities   co n tin u to   g r o i n   s o p h is ticatio n ,   co n v en tio n al   d etec tio n   s y s tem s   o f ten   f in d   it d if f icu lt  to   k ee p   p ac e,   h ig h lig h tin g   th e   im p o r tan c e   o f   ad o p tin g   m o r a d ap tiv a n d   v er s atile  ap p r o ac h es  [ 1 3 ] Pre v io u s   r esear ch   h as  e x p lo r e d   wid r a n g o f   ML   tech n iq u es  f o r   cr ed it  ca r d   f r a u d   d etec tio n ,   in clu d in g   l o g is tic  r eg r ess i o n   ( L R )   [ 1 4 ] s u p p o r v ec to r   m ac h in es   ( SVMs)   [ 1 5 ] r an d o m   f o r ests   ( R Fs )   [ 1 6 ] ,   an d   n eu r al  n etwo r k s   ( NNs )   [ 1 7 ] Alth o u g h   t h e s alg o r ith m s   h av e   p r o d u ce d   en c o u r a g in g   r esu lts ,   m an y   s till   d ep e n d   o n   ar c h itectu r es  with   f ix ed   n u m b er   o f   n eu r o n s ,   wh ic h   r estricts  th eir   ca p ac ity   to   h an d le  d iv er s an d   co m p lex   d ata  p atter n s .   I n   ad d itio n ,   s e v er al  cy b er s ec u r ity   d etec tio n   s tu d ies  h av e   r ep o r t ed   s u b o p tim al  ac cu r ac y ,   p a r ticu lar ly   wh en   ap p lied   to   r ea l - wo r ld   d atasets   th at  co n tain   n o is an d   ir r e g u lar itie s .   An o th er   s ig n if ica n g ap   id en t if ied   in   th e x is tin g   liter atu r is   th ab s en ce   o f   th o r o u g h   s tatis tica l   ev alu atio n s .   Ma n y   s tu d ies ass ess   m o d el  p er f o r m an ce   u s in g   o n ly   lim ited   r a n g o f   m etr ic s ,   ty p ically   ac cu r ac y   o r   p r ec is io n ,   wh ile  o v er l o o k i n g   cr u cial  m ea s u r es  s u ch   as  s p ec if icity ,   G - m ea n   an d   F - m ea s u r e.   T h is   n ar r o ev alu atio n   a p p r o a ch   h am p er s   co m p r eh en s iv e   u n d er s tan d in g   o f   m o d el  ef f ec tiv en ess ,   esp ec ially   in   th e   co n tex o f   im b alan ce d   d atasets   wh er ac cu r ac y   alo n f ails   to   ca p tu r tr u p er f o r m a n ce .   M o r eo v e r ,   th lim ited   u s o f   d escr ip tiv s tatis tics ,   v is u aliza tio n ,   an d   s ig n i f ican c test in g   f u r th er   r ed u ce s   th in ter p r etab ilit y   an d   r eliab ilit y   o f   th r ep o r ted   r esu lts .   I n   co n tr ast,  th ese  tech n iq u e s   ar f u n d am e n tal  to   v alid atin g   th r o b u s tn ess   o f   ML   m o d els.  Descr ip tiv s tati s tics   o f f er   v alu ab le  in s ig h ts   i n to   d ata  d is tr ib u tio n   an d   v ar i ab ilit y ,   v is u aliza tio n   h elp s   u n co v er   u n d er ly in g   tr en d s   an d   an o m alies,  an d   s i g n if ican ce   test in g   d eter m in e s   wh eth er   o b s er v e d   d if f er en ce s   in   p er f o r m a n ce   ar s tatis tically   m ea n in g f u r at h er   th an   d u to   r an d o m   v a r iatio n .   Desp ite  th eir   im p o r tan ce ,   s u ch   m eth o d s   a r f r eq u en tly   n eg lecte d   in   cr ed it  ca r d   f r a u d   d etec tio n   r esear ch .   Ov er all ,     ex is tin g   s tu d ies  in   th is   d o m ain   co n tin u t o   f ac s ev er al  lim itatio n s ,   s u m m ar ized   as   i)   m a n y   m o d els  r ely   o n   a   f ix ed   n u m b er   o f   n e u r o n   n o d e s ,   r ed u cin g   a d ap tab ilit y   to   d i v er s d atasets ii)  cy b er s ec u r ity   d etec tio n   s y s tem s   o f ten   ex h i b it  lo ac cu r ac y ,   p ar ticu lar ly   wh e n   test ed   o n   r ea l - wo r l d   d ata iii)  d e s cr ip tiv s tatis t ics,   v is u aliza tio n ,   an d   s ig n i f ican c test in g   ar co m m o n ly   e x cl u d ed   f r o m   e v alu atio n   f r am e wo r k s an d   iv )   m o s cy b er s ec u r ity   d etec tio n   s y s tem s   ar ass e s s ed   u s in g   l im it ed   s et  o f   ev alu atio n   m etr ics,  ig n o r in g   h o lis tic  p er f o r m an ce   an al y s is .   T h cu r r en s tu d y   aim s   to   ad d r ess   th ese  lim itatio n s   b y   e x p lo r in g   t h ap p licatio n   o f   E L f o r   cr ed it   ca r d   f r a u d   d etec tio n   u s in g   d y n am ic  ap p r o ac h .   T h e   p r o p o s ed   m eth o d o lo g y   in c o r p o r ates  v ar y in g   n u m b er s   o f   h id d en   n o d es  an d   e v alu ates  t wo   ac tiv atio n   f u n ctio n s   t o   id e n tify   th o p tim al  co n f ig u r atio n .   Ad d itio n ally ,   th is   s tu d y   em p h asizes  co m p r e h e n s iv ev alu atio n   f r a m ewo r k ,   i n clu d in g   ac c u r ac y ,   p r ec is io n ,   r ec all,   s p ec if icity ,   F - m ea s u r e,   G - m ea n ,   d escr ip ti v s tatis t ics,  v is u aliza t io n ,   an d   s ig n if ican ce   test in g .   I n   ad d itio n ,   to   o v er c o m th p r ev io u s ly   m en tio n ed   lim itatio n s ,   th is   p ap er   s u m m ar izes  th f o llo win g   k ey   co n tr i b u tio n s :   i)   d y n am ic  h id d en   n o d co n f ig u r atio n s : u n lik tr ad itio n al  ap p r o ac h es,  th is   s tu d y   ev alu ates E L with   v ar y in g   n u m b er s   o f   h id d en   n o d es,  r a n g in g   f r o m   1 0   to   1 0 0 ,   t o   id en tif y   th o p tim al   co n f ig u r atio n   f o r   c r ed it  ca r d   f r au d   d etec tio n   ii)  co m p ar is o n   o f   ac tiv atio n   f u n ctio n s two   wid ely   u s ed   ac tiv atio n   f u n ctio n s   ( i.e . ,   s ig m o id   an d   r ec tifie d   lin ea r   u n it  ( R eL U) )   ar ass es s ed   to   d eter m in th eir   im p ac o n   m o d el  p er f o r m an ce iii)  co m p r eh en s iv s tatis tical   ev alu atio n th e   p r o p o s ed   m eth o d o lo g y   i n clu d es  a   th o r o u g h   e v alu atio n   f r am ew o r k ,   s u ch   as  ac cu r ac y ,   p r ec is io n ,   r ec all,   s p ec if icity ,   F - m ea s u r e,   G - m ea n ,   an d   c o n f u s io n   m atr ices.  Descr ip tiv s tatis tics ,   v is u aliza tio n ,   an d   s ig n if ica n ce   test in g   ar u t ilized   to   e n s u r a   r o b u s an al y s is iv )   ad d r ess in g   class   im b alan ce th e   s y n th etic  m in o r ity   o v er - s am p li n g   tech n iq u ( SMOT E )   is   em p l o y ed   t o   b alan ce   t h d ataset,   en s u r i n g   eq u itab le  lea r n in g   f o r   b o t h   m ajo r ity   an d   m in o r it y   class es ;   an d   v )   h o lis tic  p er f o r m an ce   in s ig h ts b y   in teg r ati n g   m u ltip le  m etr ics  an d   s tatis tical  tech n iq u es,  th is   s tu d y   p r o v id es  n u an ce d   u n d er s tan d in g   o f   E L M’ s   ef f ec tiv en ess   in   cr ed it  ca r d   f r au d   d etec tio n .   T h r est  o f   t h c u r r en t   p a p er   i s   s tr u ctu r ed   as  f o llo ws:   s ec tio n   2   p r esen ts   t h r elate d   wo r k s   p r esen ted   in   d etec tin g   cr ed it  ca r d   f r au d .   Sectio n   3   d eliv er s   an d   ex p lain s   th p r o p o s ed   m eth o d   i n   ter m s   o f   th d atab ase  an d   th p r o p o s ed   E L alg o r ith m .   Sectio n   4   g iv es  th ex p er im en tal  s etu p   an d   r esu lts   an aly s is .   Sectio n   5   p r o v id es th e   d is cu s s io n   o f   th ex p er im en tal  r esu lts .   Fin ally ,   s ec tio n   6   p r esen ts   th co n clu s io n   o f   th is   p ap er .       2.   RE L AT E WO RK   R ec e n tl y ,   r ese ar c h e r s   a r e   h ig h l y   i n t er este d   in   f r a u d   d et ec t io n   d u t o   t h i n c r e asi n g   p r e v al e n ce   o f   f r a u d u l en ac ti v ities ,   p ar tic u l ar ly   in   t h e   f in a n ci al  s ec t o r   [ 1 8 ] As  t h v o l u m o f   f i n a n cial   t r a n s a cti o n s   c o n ti n u es   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       E n h a n ci n g   cred it c a r d   fr a u d   d etec tio n   w ith   s yn th etic  min o r ity  o ve r …  ( I ma n   K a d h im  A jla n )   4751   to   g r o w,   s o   d o es   t h c o m p l ex ity   o f   d et ec ti n g   f r a u d u le n t   b e h a v i o r ML   t ec h n i q u es  h a v g ai n ed   c o n s i d e r a b l e   atte n t io n   f o r   t h ei r   ab ilit y   t o   i d en t if y   p att er n s   i n   l a r g d a tase t s ,   m a k i n g   t h em   e f f ec ti v to o ls   f o r   f r a u d   d et ec t io n .   R esea r c h e r s   h av e x p lo r e d   a   v a r i et y   o f   a lg o r it h m s ,   r a n g in g   f r o m   t r a d it io n al  m e th o d s   li k e   d ec is io n   t r ee   ( DT )   an d   LR   to   m o r a d v a n ce d   a p p r o a c h es  s u c h   as   DL   a n d   e n s e m b le  m e th o d s .   T r i v e d et   a l .   [ 1 9 ]   p r ese n te d     an   ef f e cti v c r e d it   ca r d   f r au d   d et ec t io n   m e ch a n is m   t h at  in c o r p o r a tes  f ee d b a ck   s y s t em   b as ed   o n   M L   m et h o d o lo g i es.   T h e   f ee d b a ck   ap p r o ac h   e n h a n c es   t h e   c lass i f i er ' s   d ete cti o n   r at e   w h il e   e n s u r in g     co s t - ef f e cti v e n ess .   T h e   s t u d y   ev al u at es  th p e r f o r m a n c o f   s ev er al  ML   m o d e ls ,   i n cl u d i n g   R F,   DT ,   ar ti f ic ial   n e u r al   n etw o r k s   ( ANN ) ,   SV M,   n v B ay es  ( NB ) ,   L R ,   an d   g r a d ie n b o o s t in g   cl ass i f ie r   ( GB M ) ,   a p p li ed   t o   a   s lig h t ly   i m b al a n ce d   c r e d i ca r d   f r a u d   d atas et .   T h e   d at aset   c o n s is ts   o f   t r a n s a cti o n   d at f r o m   E u r o p e an   ac c o u n t   h o l d e r s ,   w it h   2 8 4 , 8 0 7   tr a n s ac ti o n s .   B o t h   r aw   a n d   p r e - p r o ce s s ed   d a ta   we r u s ed   in   t h e   e x p e r im e n ts .   T h e   r es u l ts   s h o we d   t h a R a c h ie v e d   a n   a cc u r ac y   o f   9 4 . 9 9 % ,   NB   9 1 . 8 8 %,  L R   9 0 . 4 4 %,   SVM  9 3 . 9 6 %,   k - n ea r es n ei g h b o r s   ( K NN )   9 4 . 9 9 % ,   DT   9 0 . 9 9 % ,   an d   GB 9 4 . 0 0 % .   H o w e v e r ,   th is   w o r k   h as   b ee n   i g n o r e d   th s t atis t ic al  a n al y s is   o f   t h p r ese n t e d   m e th o d s .   A n o t h e r   w o r k   h as  b ee n   f o c u s ed   o n   u t ili zi n g   m u lti p l ML   a lg o r i th m s ,   s u c h   as   SVM   alg o r it h m ,   KNN   al g o r it h m ,   an d   A NN  al g o r it h m ,   t o   p r e d ic t h e   o cc u r r en ce   o f   f r a u d   [ 2 0 ] T h e   s tu d y   co m p a r es   th e   p er f o r m a n ce   o f   th ese   s u p e r v is e d   ML  t ec h n i q u es   wi th   DL   ap p r o ac h es   to   d is ti n g u is h   b e tw ee n   f r a u d u le n t   a n d   n o n - f r au d u l en t r a n s ac t io n s .   T h r es u l ts   s h o th at  th K NN  a lg o r it h m   ac h ie v ed   a n   a cc u r ac y   o f   0 . 9 9 8 2 ,   f o ll o we d   b y   t h e   AN wit h   0 . 9 9 9 2 ,   a n d   t h SV wit h   0 . 9 3 4 9 .   Al th o u g h   t h is   w o r k   ac h ie v e d   h i g h   r esu lts   i n   th f r a u d   d et ec ti o n ,   t h e   s u g g este d   w o r k   h as   n o t   b ee n   e v al u at ed   i n   t er m s   o f   o t h e r   im p o r ta n m e as u r es  s u c h   as   s p e ci f ici ty ,   F - m e as u r e,   a n d   G - m ea n .   Mo r eo v e r ,   th er was   n o   s tatis t ic al  e v al u a ti o n .   Alar f aj  et  a l.   [ 2 1 ]   h as  b ee n   ai m ed   to   ad d r ess   ch allen g es  i n   cr ed it  ca r d   f r au d   d etec tio n ,   in clu d in g   th e   av ailab ilit y   o f   p u b lic  d ata,   h i g h   class   im b alan ce ,   c h an g es  i n   f r au d   p atter n s ,   an d   h ig h   f al s alar m   r ates.  T h e   ex is tin g   liter atu r p r esen ts   s e v er al  ML - b ased   ap p r o ac h es  f o r   f r au d   d etec tio n ,   s u ch   as  E L M,   DT ,   R F,  SVM,   L R ,   an d   ex tr em e   g r a d ien b o o s tin g   ( XGBo o s t ) .   Ho wev er ,   d u to   lo ac cu r ac y ,   th er e   r em ain s   n ee d   to   im p lem en s tate - of - t h e - ar DL   alg o r ith m s   to   r ed u ce   f r a u d   lo s s es.  T h s tu d y   f o c u s es  o n   lev er a g in g   r ec en t   d ev elo p m e n ts   in   DL   to   im p r o v f r au d   d etec tio n   p e r f o r m an ce .   c o m p ar ativ e   an al y s is   b e twee n   ML   a n d   DL   alg o r ith m s   was  co n d u cted   to   id en tify   th m o s ef f icien m eth o d s .   T h em p i r ical  an al y s is   was  ca r r ied   o u t   u s in g   th E u r o p ea n   ca r d   b en c h m ar k   d ataset  f o r   f r au d   d etec t io n .   I n itially ,   ML   alg o r ith m s   wer ap p lied   to   th e   d ataset,   r esu ltin g   in   s o m im p r o v em en t   in   f r au d   d etec tio n   a cc u r ac y .   Su b s eq u en tl y ,   th r ee   ar ch itectu r es  b ased   on  co n v o l u tio n al  n eu r al  n etwo r k s   ( C NN)   wer u s ed   to   f u r t h er   en h an ce   d etec tio n   p er f o r m an ce .   T h ad d itio n   o f   m o r lay er s   led   to   in cr ea s e d   ac cu r ac y .   T h s tu d y   also   ex p lo r ed   v ar iatio n s   in   th n u m b er   o f   h i d d en   la y er s ,   ep o ch s ,   an d   th e   latest  m o d els   to   o p tim ize  r esu lts .   T h e   ev al u atio n   d e m o n s tr ated   th at  th e   p r o p o s ed   DL   m o d el  ac h iev ed   im p r o v ed   r esu lts ,   with   an   ac cu r ac y   o f   9 9 . 9 %,   F1 - s co r o f   8 5 . 7 1 %,  p r ec is io n   o f   9 3 %,  an d   ar ea   u n d e r   th cu r v ( AUC )   o f   9 8 %,  o u tp er f o r m i n g   ex is tin g   ML   an d   DL   alg o r ith m s   f o r   c r ed it  ca r d   f r au d   d etec tio n .   Ho wev er ,   th e   au th o r s   h av e   n o ev alu ated   th p r esen ted   al g o r ith m s   in   ter m s   o f   G - m ea n ,   F - m ea s u r e,   an d   s p ec if icity .   B esid es,  th ey   h av e   n o t a s s ess ed   th eir   m eth o d s   s tatis tically .   I leb er et  a l.  [ 2 2 ]   h as  b ee n   p r o p o s ed   a   ML - b ased   cr e d it  ca r d   f r au d   d etec tio n   en g in th at   u tili ze s   g en etic  alg o r ith m   ( GA)   f o r   f e atu r s elec tio n .   On ce   th o p ti m al  f ea tu r es  ar s elec ted ,   th p r o p o s ed   d etec tio n   en g in e   em p lo y s   s ev er al  ML   c lass if ier s ,   in clu d in g   DT ,   R F,  L R ,   ANN,   an d   NB .   T o   v alid a te  its   p er f o r m an ce ,     th en g i n was  ev al u ated   u s in g   d ataset  g en e r ated   f r o m   E u r o p ea n   ca r d h o ld er s .   T h e   r esu l ts   s h o wed   th at  t h e   GA - RF   clas s if ier   ac h iev ed   an   ac cu r ac y   o f   9 9 . 9 8 %,  f o llo we d   b y   GA - DT   with   9 9 . 9 2 %,  GA - LR   with   9 9 . 9 1 %,   an d   GA - NB   with   9 9 . 4 4 %.  lim itatio n   o f   th is   wo r k   is   th at  it  h as  n o b ee n   ev alu ated   i n   ter m s   o f   s tatis tica l   an aly s is .   W h ile  th s tu d y   f o c u s es  o n   o p tim izin g   ML   class if ier s   an d   f ea tu r s elec tio n ,   it  d o es  n o p r o v id a n   in - d ep th   s tatis tical  ev alu atio n   o f   t h r esu lts .   T h is   o m is s io n   lim its   th u n d er s tan d i n g   o f   t h m o d el's   p er f o r m an ce   in   ter m s   o f   s tatis t ical  s ig n if ican ce ,   wh ich   co u ld   o f f er   m o r r o b u s t in s ig h ts   in to   th r eliab ilit y   an d   g en er aliza b ilit y   o f   th p r o p o s ed   f r au d   d etec tio n   en g in e .   An o th er   s tu d y   h as  b ee n   p r esen ted   an   ef f ec tiv a p p r o ac h   f o r   cr ed it  ca r d   f r a u d   d etec tio n   u s in g   NN   en s em b le  class if ier   p air ed   with   h y b r i d   d ata  r esam p lin g   te ch n iq u [ 2 3 ] T h en s em b le  c lass if ier   is   b u ilt  b y   in teg r atin g   a   lo n g   s h o r t - te r m   m em o r y   ( L STM )   NN   as  th b ase  m o d el  with in   th e   ad ap tiv b o o s tin g   ( Ad aBo o s t)   f r am ewo r k .   T h h y b r id   r esam p li n g   m eth o d   is   im p lem en ted   u s in g   th SMOT E   co m b in e d   with   th e   ed ited   n ea r est  n eig h b o r   ( E N N)   m eth o d .   T h e   p r o p o s ed   ap p r o ac h   is   test ed   o n   p u b licly   av ailab le  r ea l - wo r ld   cr ed it  ca r d   tr an s ac tio n   d atasets ,   an d   its   p e r f o r m an ce   is   co m p ar ed   with   s ev er al  al g o r ith m s ,   in clu d in g   SVM,   m u ltil ay er   p er ce p tr o n   ( ML P),   DT ,   tr ad itio n al  Ad aBo o s t,  an d   L STM .   T h ex p er im en tal  f in d in g s   in d icate   th at   class if ier s   tr ain ed   o n   r esam p l ed   d ata   ac h iev e d   b etter   r esu lt s ,   with   th e   L STM   en s em b le   o u tp er f o r m in g   o th er   m o d els,  attain in g   s en s itiv ity   o f   0 . 9 9 6   an d   s p ec if icity   o f   0 . 9 9 8 .   Ho we v er ,   th lim itatio n   o f   th is   wo r k   is   th at  it   h as  b ee n   ev alu ated   i n   ter m s   o f   s en s itiv ity ,   s p ec if icity ,   an d   AUC  o n ly ,   with o u co n s id er in g   o th er   im p o r tan t   p er f o r m an ce   m etr ics o r   m o r co m p r e h en s iv s tatis tical  an aly s is .   Ag h war   et  a l.   [ 2 4 ]   h as  b ee n   i n v esti g ated   th p er f o r m a n ce   o f   f iv ML   alg o r ith m s ,   tr ain ed   b o th   with   an d   with o u t   th SMOT E ,   to   ass es s   th eir   ef f ec tiv en ess   in   c r ed it  ca r d   f r au d   d etec tio n .   T h alg o r ith m s   test ed   in clu d R F,  KNN,   NB ,   SVM,   an d   L R .   T h e   m eth o d o lo g y   was  im p lem e n ted   a n d   ev alu ated   th r o u g h   an   ap p licatio n   p r o g r a m m in g   i n ter f ac ( API )   u s in g   Flas k   an d   Str ea m lit  in   Py th o n .   Prio r   to   a p p l y in g   SMOT E ,   th Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.  1 4 ,   No .   6 ,   Dec em b er   2 0 2 5 4 7 4 9 - 4 7 6 2   4752   R clas s if ier   d em o n s tr ated   th h ig h est  p er f o r m an ce   with   an   ac cu r ac y   o f   0 . 9 8 0 2 ,   wh ile  L R ,   KNN,   NB ,   an d   SVM  alg o r ith m s   h av b ee n   a ch iev ed   ac cu r ac ies  o f   0 . 9 2 1 9 ,   0 . 9 4 3 5 ,   0 . 9 5 0 8 ,   an d   0 . 9 0 0 8 ,   r esp ec tiv ely .   Af ter   th ap p licatio n   o f   SMOT E ,   th R class if ier   ac h iev ed   h ig h er   ac c u r ac y   o f   0 . 9 9 1 9 ,   wh ile  L R ,   KNN,   NB ,   an d   SVM  alg o r ith m s   r ea ch ed   ac cu r ac ies  o f   0 . 9 8 0 5 ,   0 . 9 2 1 0 ,   0 . 9 1 2 5 ,   a n d   0 . 8 1 4 5 ,   r esp ec tiv ely .   T h ese  r esu lts   em p h asize  th ad v a n tag o f   c o m b in in g   RF   with   SMOT E   t o   im p r o v p r ed ictio n   ac c u r ac y   in   f r a u d   d etec tio n   task s .   Nev er th eless ,   th lim itatio n   o f   th is   wo r k   is   th at  th e   ev alu atio n   was  s o lely   b ased   o n   a cc u r ac y ,   p r ec is io n ,   an d   r ec all,   with o u t   co n s id er in g   o th e r   im p o r tan t   p er f o r m an c m etr ics  o r   co n d u ctin g   m o r co m p r eh e n s iv e   s tatis t ical  an aly s is .       3.   M E T H O D   T h is   s ec tio n   d escr ib es  th e   m eth o d o lo g y   ad o p ted   f o r   cr ed i ca r d   f r au d   d etec tio n ,   i n clu d in g   d etails  ab o u th d atab ase  an d   th SMOT E   m eth o d .   I also   co v er s   th im p lem en tatio n   o f   th p r o p o s ed   E L M   alg o r ith m   u s ed   f o r   d etec tin g   c r ed it  ca r d   f r au d .   Su b s eq u en t   s ec tio n s   will  ex p lain   th e   cr ed it   ca r d   tr an s m is s io n   d atab ase  an d   th p r o p o s ed   E L alg o r ith m .     3 . 1 .     Da t a ba s e   T h e   c r e d i t   c a r d   f r a u d   d e t e c t i o n   d a t a s e t   u s e d   i n   t h i s   s t u d y   w a s   s o u r c e d   f r o m   K a g g l e   [ 2 5 ] a   w i d e l y   r e c o g n i z e d   p l a t f o r m   f o r   d a t s c i e n c r es e a r c h   a n d   c o m p e t i ti o n s .   T h d a t as e c o m p r i s es   2 8 4 , 8 0 7   t r a n s a c t i o n s   c o n d u c t e d   b y   E u r o p e a n   c a r d h o l d e r s   i n   S e p te m b e r   2 0 1 3 .   I t   i s   c h a r a ct e r i z e d   b y   a   s t r o n g   c l a s s   i m b a l a n c e ,   c o n t a i n i n g   o n l y   4 9 2   f r a u d u l e n t   t r a n s ac t i o n s ,   w h i c h   r e p r ese n t   a p p r o x i m a t e l y   0 . 1 7 2 %   o f   t h e   t o t al   r e c o r d s .     E a c h   t r a n s a ct i o n   i s   d es c r i b e d   b y   3 0   n u m e r i c a l   f e a t u r e s ,   i n clu d i n g   t h e   a t t r i b u t es   t i m e   a n d   a m o u n t ,   w h i l e   t h r e m a i n i n g   2 8   f e a t u r e s   w e r d e r i v e d   t h r o u g h   p r i n c i p a l   c o m p o n e n t   a n a l y s is   ( PC A )   to   p r o t e c t   s e n s i ti v e   i n f o r m a t i o n   a n d   r e d u c e   d i m e n s i o n a l i t y .   T h e   t a r g e t   v a r i a b le ,   c la s s ,   d e n o t es   w h e t h e r   a   t r a n s a c ti o n   i s   l e g i ti m a t e   0   o r   f r a u d u l e n t   1 .   T o   m i t i g a t th e   i s s u e   o f   c l as s   i m b a l a n ce ,   t h e   S M O T E   w as   a p p l ie d   t o   t h e   tr a i n i n g   s e t .   S MO T E   g e n e r a t e s   s y n t h e t i c   s a m p l es   f o r   t h e   m i n o r i t y   c l a s s ,   a ll o w i n g   f o r   a   m o r e   b a l a n c e d   a n d   r e p r e s e n t a ti v e   d a t as e d u r i n g   m o d e l   t r a i n i n g .   A d d i t i o n a l l y ,   t h e   t i m a n d   a m o u n t   f e atu r e s   w e r n o r m a l i z e d   u s i n g   m in m a x   s c a li n g ,   a n d   a l l   i n p u t   f e a t u r es   we r e   s t a n d a r d i z e d   t o   e n s u r e   c o m p a ti b i li t y   a n d   s t a b l e   p e r f o r m a n c e   o f   t h e   E L M   a l g o r i t h m .     3. 1. 1 .   Da t a   prepro ce s s ing   I n   th is   s tu d y ,   th SMOT E   tech n iq u is   ap p lied   ex cl u s iv ely   to   th tr ain in g   d ataset  in   o r d er   to   ad d r ess   class   im b alan ce   b etwe en   le g itima te  an d   f r au d u len tr a n s ac tio n s .   T h SMOT E   tech n iq u o p er ates  b y   g en er atin g   s y n th etic  in s tan ce s   o f   th m i n o r ity   class   ( f r a u d )   u s in g   th KNN s   ap p r o ac h .   Sp ec if ically ,   f o r   ea c h   m in o r ity   in s tan ce ,   n ew  s am p le s   ar cr ea ted   b y   in ter p o latin g   b etwe en   it a n d   its   n ea r est n eig h b o r s   in   th f ea t u r e   s p ac e,   th er eb y   en r ich i n g   th tr ain in g   d ata  with o u s im p ly   d u p licatin g   o r ig in al  ex am p les.  T o   av o id   o v er f itti n g ,   th SMOT E   tech n iq u e   was  n o ap p lied   t o   th test   d ata,   en s u r in g   th at  m o d el  e v alu atio n   was  co n d u cted   o n   o r ig in al,   u n s ee n   d ata.   W h ile  s y n th etic  s am p lin g   im p r o v es  th m o d el’ s   ab ilit y   to   lear n   f r o m   r ar f r au d   ca s es,  ca r was  tak en   to   a p p ly   SMO T E   o n ly   b ef o r th m o d el  wa s   tr ain ed   to   p r eser v th i n teg r ity   an d   r ea lis m   o f   th p er f o r m an ce   ev alu atio n .   T o   p r ep ar th cr ed it  ca r d   f r au d   d ataset  f o r   f u r th er   a n aly s is ,   th f o llo win g   p r ep r o ce s s in g   s tep s   wer p er f o r m ed :   i)   No r m aliza tio n th tim e’   an d   am o u n t’   f ea tu r es  wer n o r m alize d   u s in g   m in - m ax   s ca lin g   to   en s u r all   v ar iab les ar o n   s im ilar   s ca le.   ii)   Featu r s ca lin g : a ll f ea tu r es  wer r escaled   to   r a n g b etwe en   0   an d   1   u s in g   th m i n m ax   s ca ler .   iii)   C las s   im b alan ce   h an d lin g th e   SMOT E   was  ap p lied   to   th e   tr ain in g   d ataset  in   o r d e r   to   b al an ce   th e   class   d is tr ib u tio n ,   en a b lin g   th e   m o d el  to   lear n   ef f ec ti v ely   f r o m   b o t h   m ajo r ity   a n d   m in o r ity   s am p l es.   iv )   T r ain - test   s p lit:   th d ataset  was  d iv id ed   in t o   tr ain in g   ( 7 0 % )   an d   test in g   ( 3 0 %)  s u b s ets  u s in g   s tr atif ied   s am p lin g   to   m ain tain   t h o r i g in al  class   d is tr ib u tio n   ac r o s s   b o th   s ets.     3 . 2 .     E x t re m lea rning   ma chine   cla s s if ier   C r ed it  ca r d   f r au d   d etec tio n   p l ay s   v ital  r o le  in   h elp in g   f in an cial  in s titu tio n s   p r ev en u n au th o r ize d   tr an s ac tio n s   an d   m in im ize   f in an cial  lo s s es.  I n   th is   s tu d y ,   th E L is   em p lo y e d   as  th p r i m ar y   ML   alg o r ith m   d u to   its   ef f icien cy   i n   h an d l in g   lar g d atasets   an d   its   h ig h   co m p u tatio n al  s p ee d .   T h E L alg o r ith m   is   p r o p o s ed   as  an   e f f ec tiv an d   s ca lab le  ap p r o ac h   f o r   d etec tin g   f r au d u len ac tiv ities   in   c r ed i ca r d   tr an s ac tio n s .   I is   b ased   o n   th c o n ce p o f   SLFNs,  wh ich   ar k n o wn   f o r   th eir   ab ilit y   to   m an ag e   h i g h - d im e n s io n al  an d   im b alan ce d   d atasets   [ 2 6 ] I n   o th er   wo r d s ,   th e   E L alg o r ith m   is   ty p o f   SLFN  ch ar ac ter ized   b y   f ast  tr ain in g   an d   lo w   co m p u tatio n al  c o s t.  W ith in   th E L f r am ewo r k ,   t h in p u weig h ts   an d   b iases   o f   th h i d d en   lay er   ar r an d o m l y   ass ig n ed   an d   r e m ain   f ix ed ,   w h ile  th o u tp u weig h ts   ar ca lcu lated   an aly tically   u s in g   clo s ed - f o r m   s o lu tio n ,   o f te n   th r o u g h   th e   M o o r e Pen r o s p s eu d o in v er s [ 2 7 ] T h is   d esig n   r em o v es  t h e   n ee d   f o r   iter ativ e   o p tim izatio n   o f   h id d e n   lay er s ,   en ab lin g   th e   m o d el  t o   ac h iev f aster   co n v er g en ce .   Owin g   t o   its   co m p u tatio n al   ef f icien cy   an d   ca p ac ity   t o   p r o ce s s   lar g e - s ca le  d ata,   E L is   p ar ticu lar ly   well - s u ited   f o r   f r au d   d etec tio n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       E n h a n ci n g   cred it c a r d   fr a u d   d etec tio n   w ith   s yn th etic  min o r ity  o ve r …  ( I ma n   K a d h im  A jla n )   4753   ap p licatio n s   th at  r eq u ir r e al - tim o r   n ea r - r ea l - tim p er f o r m a n ce .   T h e   p r o p o s ed   E L f r am ewo r k   d em o n s tr ates  r ap id   tr ain in g   c ap ab ilit y ,   s tr o n g   g en er aliza tio n   p er f o r m an ce ,   an d   th in teg r atio n   o f   s y n th etic   o v er s am p lin g   m eth o d s   to   ad d r ess   class   im b alan ce   is s u es .   T h in itial  s tag o f   th f r am ewo r k   in v o lv es   p r ep ar in g   th d ataset  to   en s u r o p tim al  p e r f o r m an ce   o f   th e   E L alg o r ith m .   T h e   cr ed it  ca r d   d ataset  is   f ir s t   lo ad ed ,   an d   th tim an d   am o u n f ea tu r es  ar n o r m alize d   u s in g   th m in m ax   s ca lin g   tech n iq u to   b r in g   th eir   v alu es  with in   t h r an g e   o f   [ 0 ,   1 ] .   T h is   n o r m aliza tio n   s tep   en s u r es  th at  all  i n p u t   f ea tu r es   co n tr ib u te  u n if o r m l y   d u r in g   m o d el  tr ain in g .   T h d at aset is  th en   d iv id ed   in to   in p u f ea tu r es ( x )   an d   t h tar g et  v ar i ab le  ( y ) ,   wh er th e   class   at tr ib u te  id en tifie s   f r au d u len tr an s ac tio n s   1   an d   leg it im ate  tr an s ac tio n s   0 .   T o   av o id   d ata  leak ag e,   th d ata  is   f u r th er   s p lit in to   t r ain in g   an d   test in g   s u b s ets u s in g   7 0 : 3 0   r atio .   On o f   th e   m ajo r   ch allen g es   in   cr ed it   ca r d   f r a u d   d etec tio n   is   th e x tr em class   im b alan ce ,   wh er e   f r au d u le n tr an s ac tio n s   r ep r es en less   th an   1 o f   th to tal  d ataset.   T h is   im b alan ce   o f ten   b iases   ML   m o d els  to war d   p r ed ictin g   th m aj o r ity   class ,   r esu lt in g   in   h ig h   o v er al ac cu r ac y   b u p o o r   f r au d   d ete ctio n   p er f o r m an ce .   T o   o v e r co m t h is   is s u e,   th SMOT E   is   in teg r ated   in to   th tr ain in g   p r o ce s s .   SMOT E   g en er ates  s y n th etic   s am p les  o f   th m in o r ity   class   b y   in ter p o latin g   b etwe en   e x is tin g   m in o r ity   in s tan ce s ,   th er eb y   in cr ea s in g   th eir   r ep r esen tatio n   with in   th d at aset  [ 2 8 ] B alan cin g   th d ataset  th r o u g h   SMOT E   en ab les  th m o d el  to   lear n   m o r e f f ec tiv ely   f r o m   f r au d u len tr an s ac tio n   p atter n s .   T h is   ap p r o ac h   is   p a r ticu lar ly   b en ef icial  f o r   t h E L M   alg o r ith m ,   as  it  en h an ce s   th m o d el’ s   ab ilit y   to   d if f er en tiate   b etwe en   m in o r ity   an d   m aj o r ity   class es,  im p r o v es  r ec all,   an d   r e d u ce s   f alse  n eg at iv es.  Sin ce   f r a u d u le n tr an s ac t io n s   ar e   s ig n if ican tly   f ewe r   t h an   leg itima te  o n es,  SMOT E   is   ap p lied   o n ly   to   th tr ain in g   d ata  to   m ain tain   r e alis tic  ev alu atio n   co n d itio n s .   T h E L m o d el  is   in itialized   b y   d ef i n in g   a   r an g o f   h i d d en   n o d es,  t y p ically   b etwe en   1 0   a n d   1 0 0 ,   an d   b y   s elec tin g   s u itab le  ac tiv atio n   f u n ctio n s   s u ch   as  s ig m o id   o r   R eL U.   T h ese  co n f ig u r atio n s   allo ex p er im en tat io n   to   id en tify   th e   o p tim al  co m b i n atio n   o f   h id d en   n o d es  a n d   ac tiv atio n   f u n ctio n s   f o r   ac h ie v in g   h ig h er   ac cu r ac y   in   f r au d   d etec tio n .   As  b in ar y   class if icatio n   task   ch ar ac ter ized   b y   h ig h   d ata  im b alan ce ,   th is   s etu p   en s u r es  th at  th E L m o d el  ca n   ac h iev b alan ce d   an d   r eliab le  p er f o r m a n ce   ac r o s s   b o th   class es.   i)   Sig m o id th s ig m o id   f u n ctio n   is   o n e   o f   th m o s wid ely   u s ed   ac tiv atio n   f u n ctio n s   in   class if icatio n   task s ,   esp ec ially   wh en   th g o al  is   to   o u tp u p r o b a b ilit ies   [ 2 9 ] .   I m ap s   an y   r ea l - v al u ed   n u m b er   in to   a   r an g e   b etwe en   0   an d   1 ,   wh ic h   alig n s   well  with   b in ar y   class if icatio n   o b jectiv es,  s u c h   as   d is tin g u is h in g   b etwe en   f r a u d u len t   an d   leg itima te  tr an s ac tio n s   [ 3 0 ] .   Ho we v er ,   it  m a y   s u f f e r   f r o m   th e   v a n is h in g   g r ad ien t   p r o b lem ,   wh ich   ca n   h in d e r   tr a in in g   in   d ee p er   o r   m o r co m p l ex   m o d els.   ii)   R eL U:  th R eL is   p iece w i s lin ea r   ac tiv atio n   f u n ctio n   t h o s o u tp u ts   ze r o   f o r   n e g ativ in p u v alu es   an d   r etu r n s   th in p u v alu e   its elf   f o r   p o s itiv in p u ts .   T h is   p r o p er ty   in t r o d u ce s   s p ar s ity   in   n eu r al   ac tiv atio n s ,   lead in g   to   f aster   c o n v er g en ce   an d   lo wer   co m p u t atio n al  co m p lex ity .   T h ese  ad v an tag es  m ak R eL h ig h ly   ef f ec tiv f o r   lar g e - s ca le  an d   r ea l - tim f r au d   d et ec tio n   ap p licatio n s   [ 3 1 ] I n   a d d itio n ,   R eL h elp s   r ed u ce   th im p ac o f   th e   v an is h in g   g r a d ien p r o b lem ,   t h er eb y   im p r o v in g   th lea r n in g   ef f icien cy   o f   m o d els s u ch   as E L [ 3 2 ] .   T h ese  two   ac tiv atio n   f u n ctio n s   wer s elec ted   to   ass ess   th E L m o d el’ s   a d ap tab ilit y   to   d if f er e n ac tiv atio n   b eh av io r s .   T h s ig m o id   f u n ctio n   p r o v id es  s m o o t h   p r o b a b ilis tic  m ap p in g ,   aid in g   in   th d etec tio n   o f   m in o r ity   class es  s u ch   as  f r au d   ca s es,  wh ile  R eL em p h asizes  co m p u tatio n al  ef f icien cy   a n d   s ca lab ilit y ,   wh ich   ar ess en tial  f o r   lar g e - s ca le  f in an cial  ap p licatio n s .   T h E L alg o r ith m   tr ain s   th s in g le - lay er   f ee d f o r war d   n etwo r k   u s in g   r an d o m izatio n   an d   least - s q u ar es o p tim izatio n ,   as o u tlin ed   in   t h f o llo win g   m ath em atica l step s .   i)   Hid d en   lay e r   co m p u tatio n let   th in p u d ataset  b e   X × ,   wh er   is   th n u m b er   o f   s am p les  an d       is   th n u m b er   o f   f ea tu r es.  R an d o m ly   in itialize  th i n p u t   weig h m atr ix   W ×   an d   b ias  v ec t o r     b ,   wh er   is   th n u m b er   o f   h id d en   n o d es.  T h h i d d en   la y er   o u tp u t,  H ×   is   ca lcu lated   as ( 1 ) .     = (  + )   ( 1 )     Her e ( )   r ep r esen ts   th e   ac tiv atio n   f u n ctio n   ( e. g . ,   s ig m o id   o r   R eL U:) .   W h er th e   ac tiv atio n   f u n ctio n s   o f   s ig m o id   an d   R eL U   ar c o m p u ted   as sh o wn   in   ( 2 )   an d   ( 3 ) ,   r e s p ec tiv ely .       =   ( ) = 1 1 +   ( 2 )      =   ( ) =  ( 0 , )   ( 3 )     ii)   Ou tp u weig h t   ca lcu latio n :   th o u tp u weig h ts   × 1   ar co m p u ted   u s in g   th Mo o r e - Pe n r o s e   p s eu d o - in v er s o f   t h h id d en   l ay er   o u t p u t m atr ix   H ,   as sh o wn   in   ( 4 ) .     =   ( 4 )     W h er e H   is   th p s eu d o - in v er s o f   H ,   an d   T   is   th tar g et  v ec to r ,   T × 1   ( class   lab el s : 0   f o r   n o n - f r au d   an d   1   f o r   f r au d ) .   T h e   p s eu d o - i n v er s o f   H H   is   co m p u ted   as sh o wn   in   ( 5 ) .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.  1 4 ,   No .   6 ,   Dec em b er   2 0 2 5 4 7 4 9 - 4 7 6 2   4754   = ( ) 1   ( 5 )     iii)   Pre d i cti o n Fo r   a   g iv en   t est   i n p u t   tes t tes t × ,   t h e   p r ed ict ed   o u t p u pr e d tes t × 1   is   ca l cu l at ed   as   ( 6 ) .     p r e d = ( t e st + )   ( 6 )     T h r esh o ld in g   is   ap p lied   to   pr e d   to   o b tain   b in a r y   p r ed ictio n s   ( f r au d   o r   n o n - f r au d ) ,   as g iv e n   in   ( 7 ) .     ̂ = { 1 , if   p re d , 0 . 5 0 , othe r wi s e   ( 7 )     W h er e,   ̂   is   th b in ar y   p r e d ictio n   f o r   t h i - th   s am p le,   wh er 1   in d icate s   f r au d   a n d   0   in d icate s   n o n - f r au d .     Fu r th er m o r e ,   th p r o p o s ed   E L m o d el  is   tr ain ed   u s in g   th b alan ce d   tr ain in g   d ata s et.   Du r in g   ev alu atio n ,   th test   d ata  is   p ass ed   th r o u g h   th m o d el  to   c o m p u te  p r ed ictio n s .   B in ar y   lab els  ar g en er ated   b y   ap p ly in g   th r esh o ld   o f   0 . 5   to   th p r ed icted   v al u es.  Key   ev al u atio n   m etr ics ar ca lcu lated ,   i n clu d in g   ac c u r ac y ,   p r ec is io n ,   r ec all  ( s en s itiv ity ) ,   s p ec if icity ,   F - m ea s u r e,   an d   G - m ea n .   T h ese  m etr ics  co m p r eh en s iv ely   ass ess   th e   m o d el’ s   p e r f o r m an ce   in   id e n tify in g   f r a u d u len t   tr an s ac ti o n s .   I n   a d d itio n ,   th e   r esu lt s   ar s u b jecte d   to   d escr ip tiv s tatis tical  an aly s i s   to   s u m m ar ize  th p er f o r m an ce   ac r o s s   v ar io u s   co n f ig u r atio n s   o f   h id d en   n o d es   an d   ac tiv atio n   f u n ctio n s .   Sig n if ican ce   test in g   is   co n d u cte d   to   ascer tain   wh eth er   o b s er v ed   d if f e r en ce s   in   m etr ics  ar s tatis tically   m ea n in g f u l.  Vis u aliza tio n s ,   s u ch   as  lin p lo ts ,   co m p ar m etr ics  ( e. g . ,   s p ec if icity   v s .   h id d en   n o d es )   to   id e n tify   o p tim al  co n f ig u r atio n s .   Fig u r 1   i llu s tr ates  th f lo wch ar an d   th k ey   s tep s   o f   th e   p r o p o s ed   E L alg o r ith m   in   d etec tin g   cr ed it c ar d   f r au d .   I n   th p r o p o s ed   m et h o d ,   th e   d ataset  will  b lo ad   an d   p r ep r o ce s s .   T h en ,   th SMOT E   m eth o d   is   ap p lied   to   b alan ce   t h tr ain i n g   d ata.   T h p r o p o s ed   m o d el  is   in itialized   b y   d ef in in g   th h id d en   n o d es    ( 1 0   to   1 0 0 )   a n d   ac tiv atio n   f u n ctio n s   ( s ig m o id   an d   R eL U) .   Af ter   th in itializatio n   s tep ,   th p r o p o s ed   m o d el  will  b tr ain ed   b y   co m p u tin g   h id d en   lay er   o u tp u ts   an d   o u tp u weig h ts .   Su b s eq u en tly ,   p r e d ictio n s   an d   b in a r y   lab els  ar g en e r ated .   T h p er f o r m an ce   o f   th p r o p o s ed   m o d el  will  b e v alu ated   b y   ca lcu latin g   m etr ics  an d   s av r esu lts .   L astl y ,   b ased   o n   t h ex p er im e n tal  r esu lt,  th s tatis tical  an aly s is   an d   v is u aliza ti o n   ar p er f o r m ed .           Fig u r 1 .   T h f lo wch a r t o f   t h e   p r o p o s ed   E L m o d el  f o r   cr e d it c ar d   f r a u d   d etec tio n       4.   E XP E R I M E N T A L   SE T UP   AND  RE SUL T S AN AL Y SI S   T h p r o p o s ed   E L M   m o d el   was  im p lem en ted   to   d etec t   c r ed it  ca r d   f r a u d   in   a   h ig h ly   im b alan ce d   d ataset.   T h d ataset  co n s is ted   o f   leg itima te  an d   f r au d u len tr an s ac tio n s ,   wh er e   th latter   co n s titu ted   o n l y   a   s m all  f r ac tio n   o f   th t o tal  s am p les.  T o   ad d r ess   th is   im b alan c e,   th SMOT E   tech n i q u was a p p lied   ex cl u s iv ely   to   th tr ain in g   s et,   en s u r in g   an   eq u al  r ep r esen tatio n   o f   b o th   class e s   wh ile  m ain tain in g   th in teg r ity   o f   th e   test in g   s et.   T h d ataset  was   p r ep r o ce s s ed   b y   n o r m alizin g   n u m e r ical  f ea tu r es,  in clu d in g   th tr an s ac tio n   " am o u n t"   an d   "tim e, u s in g   m in - m ax   s ca lin g .   Su b s eq u en t ly ,   th e   f ea tu r es  wer e   s ca led   t o   en s u r e   u n if o r m ity .   T h d ata   was  s p lit  in to   tr ain i n g   a n d   test in g   s ets  with   a   7 0 :3 0   r atio .   T h p r o p o s ed   E L m o d el   em p l o y ed     two   ac tiv atio n   f u n ctio n s   f o r   t h h id d en   lay er ,   s ig m o id   an d   R eL U,   to   ev alu ate  th eir   im p ac o n   p er f o r m an ce .   T h n u m b er   o f   h id d e n   n o d es  was  v ar ied   f r o m   1 0   t o   1 0 0 ,   with   in cr em en ts   o f   1 0 ,   t o   an al y ze   th in f l u en ce   o f   th h id d e n   lay er ' s   co m p lex ity .   I n   o th e r   wo r d s ,   to   d eter m i n th o p tim al  co n f ig u r atio n   o f   h id d en   n o d es  in   th e   E L M,   we  c o n d u cted   v ar io u s   e x p er im en ts .   Fo r   ea c h   c o n f ig u r atio n ,   th e   E L M   m o d el  was  tr a in ed   an d   e v alu ated   u s in g   th s am d ataset  an d   e x p er im en tal  co n d itio n s .   T h s elec tio n   cr iter io n   f o r   th b est   co n f ig u r atio n   was  p r im ar ily   th ac c u r ac y   ac h iev ed   o n   th test   s et,   as  it  r ef lects  th m o d el' s   o v er all  p er f o r m an ce .     T h co n f i g u r atio n   th at  y ield e d   th h ig h est  ac cu r ac y   was  s elec ted   as  th o p tim al  s etu p .   W h ile  o th er   m etr ics  s u ch   as  r ec all,   s p ec if icity ,   a n d   G - m ea n   wer also   co n s id er ed ,   ac cu r ac y   s er v e d   as  th e   d ec is iv f ac to r   in   f in alizin g   th b est  n u m b e r   o f   h id d e n   n o d es.  T h p r o p o s e d   m o d el  h as  b ee n   e v alu ated   in   ter m s   o f   m an y   ev alu atio n   m etr ics wh ich   ca n   b lis ted   as f o llo ws   [ 3 3 ] [ 3 6 ] .     Acc u r ac y th p r o p o r tio n   o f   c o r r ec tly   class if ied   tr an s ac tio n s   am o n g   all  tr an s ac tio n s .   I is   ca lcu lated   as   s h o wn   in   ( 8 ) .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       E n h a n ci n g   cred it c a r d   fr a u d   d etec tio n   w ith   s yn th etic  min o r ity  o ve r …  ( I ma n   K a d h im  A jla n )   4755     =    +       +      +      +      ( 8 )       Pre cisi o n th p r o p o r tio n   o f   c o r r ec tly   class if ied   f r au d u len tr an s ac tio n s   am o n g   all  p r ed ic ted   f r au d u len t   tr an s ac tio n s .   T h is   m etr ic  is   co m p u ted   as g iv e n   in   ( 9 ) .       =     +      ( 9 )       R ec all  ( s en s itiv ity ) th p r o p o r tio n   o f   co r r ec tl y   class if ied   f r au d u len t   tr an s ac tio n s   am o n g   all  ac tu al   f r au d u le n t tr an s ac tio n s .   I t is c o m p u ted   as sh o wn   in   ( 1 0 ) .       =     +      ( 1 0 )       Sp ec if icity th p r o p o r tio n   o f   co r r ec tly   class if ied   leg itima t tr an s ac tio n s   am o n g   all  ac t u al  leg itima te  tr an s ac tio n s .   T h is   m etr ic  is   ca lcu lated   as sh o wn   in   ( 1 1 ) .       =     +      ( 1 1 )       F - m ea s u r e th h ar m o n ic  m ea n s   o f   p r ec is io n   an d   r ec all  m etr ics.  T h p er f o r m an ce   m etr ic  ca n   b e   co m p u ted   as sh o wn   in   ( 1 2 ) .      = 2   ×      ×     +       ( 1 2 )       G - m ea n th g eo m etr ic   m ea n   o f   s en s itiv ity   an d   s p ec if icity   m etr ics.  T h G - m ea n   m etr ic   i s   ca lcu lated   as  s h o wn   in   ( 1 3 ) .      =        ×        2   ( 1 3 )     I n   th e   co n tex t   o f   cr ed it  ca r d   f r au d   d etec tio n ,   ev alu atin g   m o d el  p e r f o r m an ce   u s in g   d iv er s s et  o f   m etr ics  is   e s s en tial  d u to   t h in h er en class   im b alan ce .   W h ile  ac cu r ac y   p r o v id es  g en er al  m ea s u r o f   co r r ec tn ess ,   it  ca n   b m is lead in g   in   im b alan ce d   d atasets   wh er th m ajo r ity   class   d o m in ates.  Fo r   ex am p le,   m o d el  p r e d ictin g   all  tr an s ac tio n s   as  leg itima te  m ay   s till   ac h iev h ig h   ac c u r ac y .   T o   a d d r ess   th is ,   r ec all   ( s en s itiv ity )   is   p ar ticu lar ly   i m p o r tan as  it  m ea s u r es  th e   m o d el’ s   a b ilit y   to   c o r r ec tly   id en tify   f r au d u len t   tr an s ac tio n s ,   cr itical  asp ec in   m in im izin g   f in an cial  lo s s es.  Sp ec if icity ,   o n   th o th er   h an d ,   ev al u ates  h o w   well  th m o d el  id en tifie s   leg it im ate  tr an s ac tio n s ,   wh ich   h el p s   r ed u ce   f alse  alar m s .   A d d itio n ally ,   t h G - m ea n   m etr ic  o f f er s   b alan ce d   m ea s u r b y   co m b in in g   r ec all  an d   s p ec if icity ,   p r o v id in g   in s ig h t   in to   th m o d el’ s   ab ilit y   to   p er f o r m   well  o n   b o t h   class es.  B y   u s in g   m u ltip le  m etr ics,  th is   s tu d y   e n s u r es  h o lis tic  ev alu atio n   o f   th p r o p o s ed   m eth o d ' s   p er f o r m an ce   an d   its   p r ac tical  r elev a n ce   in   r ea l - wo r ld   f r a u d   d etec tio n   s y s tem s .   T h ac tiv atio n   f u n ctio n   p lay s   cr itical  r o le  in   d eter m in in g   t h lear n in g   an d   r ep r esen tatio n   ca p ac ity   o f   th e   E L m o d el.   R esu lts   s h o th at  b o th   s ig m o id   an d   R e L ex h ib it  d is tin ct  p atter n s   in   p er f o r m an ce   as  th e   n u m b er   o f   h id d en   n o d es  in cr ea s es.  T ab le  1   s h o ws  th ex p er im en tal  r esu lts   o f   th p r o p o s ed   E L alg o r ith m   in   d etec tin g   cr e d it  ca r d   f r au d .   T h s ig m o id   f u n ctio n   d em o n s tr ates  co n s is ten im p r o v em e n ts   in   k e y   m etr ics,   p ar ticu lar ly   ac cu r ac y   an d   r ec all,   as  th n u m b er   o f   h id d en   n o d es  in cr ea s es.  Fo r   in s tan c e,   with   3 0   h id d en   n o d es,  th s ig m o i d   ac tiv atio n   ac h iev es  an   ac c u r ac y   o f   9 9 . 2 2 5 %,  r ec all  o f   8 1 . 7 5 7 %,   an d   G - m ea n   o f   9 0 . 0 8 2 %,  in d icatin g   a   b ala n ce d   p e r f o r m an ce   i n   d etec tin g   b o th   leg itima te   an d   f r a u d u len tr an s ac tio n s .     I n   co n tr ast,  th e   R eL ac tiv atio n   f u n ctio n   s h o ws  a   m o r e   g r a d u al  im p r o v em e n ac r o s s   th m etr ics,  ac h iev in g   co m p etitiv r esu lts   at  h ig h er   h id d en   n o d c o u n ts .   W h ile  R eL U’ s   p r ec is io n   is   s lig h tly   lo wer   co m p ar e d   to   s ig m o id   at  lo wer   n o d co u n ts ,   it  g ain s   s tab ilit y   an d   ac h iev es  co m p ar ab le  r ec all  an d   G - m ea n   v alu es  as  th n u m b er   o f   h id d en   n o d es  in cr e ases .   T h is   tr en d   h ig h lig h ts   R eL U’ s   p o ten tial  f o r   s ca lab ilit y   i n   co m p lex   m o d els.   T ab le  2   s h o ws  th e   co n f u s io n   m atr ix   v alu es  f o r   th e   h ig h est  r esu lts   ac h iev ed   b y   th e   p r o p o s ed   m eth o d   co n ce r n in g   tr u e   p o s itiv es tr u e   n eg ativ es f alse  p o s itiv es ,   an d   f alse  n eg ativ es .   Fig u r 2   s h o ws  th b est  r esu lts   o f   th p r o p o s ed   E L alg o r ith m   f o r   d etec tin g   cr e d it c ar d   f r a u d .   T h r esu lts   d em o n s tr ate   th at  t h n u m b er   o f   h id d en   n o d es  s ig n if ican tly   in f lu en ce s   th p e r f o r m an ce   o f   th E L M   m o d el.   W h en   u s in g   th s ig m o id   ac tiv atio n   f u n ctio n ,   ac cu r ac y   im p r o v ed   m ar k ed l y   f r o m   9 5 . 9 0 6 %   at  1 0   h id d e n   n o d es to   p ea k   o f   9 9 . 2 2 5 % a t 3 0   n o d es.  B ey o n d   t h is   p o in t,  th p er f o r m an ce   b eg an   to   p latea u ,   with   ac cu r ac y   f lu ctu atin g   s lig h tly   with in   th r an g o f   9 8 . 7   to   9 8 . 9 %,  in d icatin g   d im i n is h in g   r etu r n s   f r o m   a d d in g   m o r n o d es.   Similar ly ,   with   th R eL ac tiv atio n   f u n cti o n ,   t h h ig h est  ac c u r ac y   o f   9 9 . 7 1 0 %   was  also   ac h iev ed   at   3 0   h id d en   n o d es.  Su b s eq u e n in cr ea s es  in   h i d d en   n o d es   p r o d u ce d   m ar g in al  v ar iatio n s ,   with   ac cu r ac y   r a n g in g   b etwe en   9 8 . 3   an d   9 9 . 3 %.  T h ese  f in d in g s   s u g g est  th at  an   o p tim al  co n f ig u r atio n   lik ely   ex is ts   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.  1 4 ,   No .   6 ,   Dec em b er   2 0 2 5 4 7 4 9 - 4 7 6 2   4756   with in   th 3 0 4 0   h i d d en   n o d e   r an g e.   I n cr ea s in g   th e   n u m b er   o f   h id d en   n o d es  b ey o n d   t h is   th r esh o ld   d o es  n o t   r esu lt in   s u b s tan tial p er f o r m an ce   g ain s   an d   m a y   lead   to   u n n e ce s s ar y   co m p u tatio n al  c o m p le x ity .   B ased   o n   th e   ex p er im en tal   r esu lts   o b tain ed   f r o m   t h p r o p o s ed   E L M   alg o r ith m ,   t h b est  p er f o r m a n ce   f o r   ea ch   ev alu atio n   m etr ic  an d   im p o r tan t in s ig h ts   in to   th ac h iev ed   r esu lts   ca n   b e   s u m m ar i ze d   as f o llo ws:   i)   Acc u r ac y th e   o v er all  ac cu r a cy   o f   th e   m o d el  im p r o v es  with   an   in c r ea s in   h id d e n   n o d es  f o r   b o t h   ac tiv atio n   f u n ctio n s ,   r ea c h in g   o v er   9 9 in   m u ltip le  co n f i g u r atio n s .   T h is   h ig h   ac c u r ac y   r ef lects  th e   m o d el’ s   ef f ec tiv e n ess   in   co r r e ctly   class if y in g   tr an s ac tio n s .   ii)   Pre cisi o n p r ec is io n ,   wh ich   m ea s u r es  th p r o p o r tio n   o f   co r r ec tly   id en tifie d   f r au d u len tr an s ac tio n s ,   r em ain s   r elativ ely   lo w   f o r   b o th   ac tiv atio n   f u n ctio n s   at  s m aller   n o d e   co u n ts   b u t   im p r o v es  as  h id d e n   n o d es  in cr ea s e.   Fo r   ex am p le,   s ig m o id   ac h iev es  p r ec is io n   o f   1 6 . 0 0 5 with   3 0   h id d e n   n o d es,  wh ile   R eL ac h iev es 3 5 . 2 0 7 % p r ec i s io n   at  s im ilar   h ig h er   n o d e.   iii)   R ec all:  r ec all,   cr itical  m etr ic  f o r   f r au d   d etec tio n ,   c o n s is ten tly   im p r o v es  with   th e   n u m b er   o f   h id d e n   n o d es.  T h s ig m o id   ac tiv atio n   r ea ch es  r ec all  o f   8 5 . 8 1 1 with   8 0   h id d en   n o d es,  s h o wca s in g   its   r o b u s tn ess   in   id en tify i n g   f r a u d u len t   tr an s ac tio n s .   R eL f o llo ws  s im ilar   p atter n   b u t   lag s   s lig h tl y   b eh in d   i n   lo wer   c o n f ig u r atio n s .   I n   o th er   wo r d s ,   th e   p r o p o s e d   E L alg o r ith m   ac h iev e d   8 4 . 4 5 9 r ec all   at  7 0   h id d en   n o d es u s in g   t h R eL ac tiv atio n   f u n ctio n .   iv )   Sp ec if icity s p ec if icity   r em ain s   h ig h   ac r o s s   all  co n f ig u r atio n s ,   in d icatin g   t h m o d el’ s   a b ilit y   to   co r r ec tly   class if y   leg itima te  tr an s ac tio n s .   B o th   ac tiv atio n   f u n ctio n s   m ain tain   s p ec if icity   ab o v 9 8 % in   m o s ca s es,  en s u r in g   l o f alse - p o s itiv r ate.   v)   F - m ea s u r e:  th F - m ea s u r b alan ce s   p r ec is io n   an d   r ec all,   an d   its   tr en d s   r ef lect  th tr ad e - o f f s   b etwe e n   th ese  m etr ics.  Sig m o id   ac h iev es  h ig h er   F - m ea s u r v alu es  at  m o d er ate  h id d en   n o d co u n ts ,   wh ile  R eL clo s es th g ap   at  h ig h er   co u n ts .   Ho wev er ,   th h ig h est F - m ea s u r is   4 8 . 9 7 1 %,  o b tain ed   u s in g   R eL at  3 0   h id d en   n o d es.   v i)   G - m ea n as  co m b in ed   m ea s u r o f   r ec all  an d   s p ec if icity ,   G - m ea n   h ig h lig h ts   th o v er all   b alan ce   o f   th e   m o d el’ s   p er f o r m an ce .   B o th   ac tiv atio n   f u n ctio n s   ex h ib it  s tead y   in cr ea s in   G - m ea n   with   m o r h id d e n   n o d es,  r ea c h in g   ab o v 9 0 %   in   o p tim al   co n f i g u r atio n s .   I n   ad d itio n ,   th e   h ig h est  G - m ea n   r esu lt  is   9 2 . 0 6 8 %,  wh er it h as  b ee n   o b tain ed   u s in g   s ig m o id   at  h i d d e n   n o d es  o f   8 0 .       T ab le  1 .   T h ex p er im en tal  r es u lts   o f   th p r o p o s ed   E L alg o r ith m   A c t i v a t i o n   f u n c t i o n   H .   N .   A c c u r a c y   ( %)   P r e c i s i o n   ( %)   R e c a l l   ( %)   S p e c i f i c i t y   ( %)   F - mea su r e   ( %)   G - mea n   ( %)   S i g m o i d   10   9 5 . 9 0 6   2 . 8 9 7   6 9 . 5 9 5   9 5 . 9 5 2   5 . 5 6 2   8 1 . 7 1 7   20   9 8 . 6 1 8   9 . 6 8 0   8 3 . 7 8 4   9 8 . 6 4 4   1 7 . 3 5 5   9 0 . 9 1 1   30   9 9 . 2 2 5   1 6 . 0 0 5   8 1 . 7 5 7   9 9 . 2 5 6   2 6 . 7 7 0   9 0 . 0 8 2   40   9 8 . 9 6 2   1 2 . 3 3 4   8 1 . 7 5 7   9 8 . 9 9 2   2 1 . 4 3 5   8 9 . 9 6 2   50   9 8 . 8 5 4   1 1 . 5 6 3   8 4 . 4 5 9   9 8 . 8 7 9   2 0 . 3 4 2   9 1 . 3 8 5   60   9 8 . 9 0 3   1 1 . 8 1 0   8 2 . 4 3 2   9 8 . 9 3 2   2 0 . 6 6 0   9 0 . 3 0 6   70   9 8 . 7 1 0   1 0 . 5 1 3   8 5 . 8 1 1   9 8 . 7 3 3   1 8 . 7 3 2   9 2 . 0 4 5   80   9 8 . 7 5 8   1 0 . 8 8 3   8 5 . 8 1 1   9 8 . 7 8 1   1 9 . 3 1 6   9 2 . 0 6 8   90   9 8 . 7 4 8   1 0 . 5 3 1   8 3 . 1 0 8   9 8 . 7 7 5   1 8 . 6 9 3   9 0 . 6 0 3   1 0 0   9 8 . 6 8 9   1 0 . 2 9 4   8 5 . 1 3 5   9 8 . 7 1 3   1 8 . 3 6 7   9 1 . 6 7 3   R e LU   10   9 7 . 3 1 2   4 . 2 5 7   6 7 . 5 6 8   9 7 . 3 6 3   8 . 0 1 0   8 1 . 1 0 9   20   9 7 . 3 0 5   4 . 7 0 8   7 5 . 6 7 6   9 7 . 3 4 2   8 . 8 6 4   8 5 . 8 2 8   30   9 9 . 7 1 0   3 5 . 2 0 7   8 0 . 4 0 5   9 9 . 7 4 3   4 8 . 9 7 1   8 9 . 5 5 4   40   9 9 . 3 0 2   1 7 . 1 5 5   7 9 . 0 5 4   9 9 . 3 3 8   2 8 . 1 9 3   8 8 . 6 1 7   50   9 9 . 2 2 4   1 6 . 2 5 2   8 3 . 7 8 4   9 9 . 2 5 1   2 7 . 2 2 3   9 1 . 1 9 0   60   9 8 . 3 3 2   7 . 9 1 0   8 1 . 0 8 1   9 8 . 3 6 2   1 4 . 4 1 4   8 9 . 3 0 5   70   9 8 . 5 5 0   9 . 3 2 1   8 4 . 4 5 9   9 8 . 5 7 4   1 6 . 7 9 0   9 1 . 2 4 4   80   9 9 . 1 7 8   1 5 . 3 7 5   8 3 . 1 0 8   9 9 . 2 0 6   2 5 . 9 4 9   9 0 . 8 0 1   90   9 8 . 9 8 6   1 2 . 8 3 6   8 3 . 7 8 4   9 9 . 0 1 3   2 2 . 2 6 2   9 1 . 0 8 1   1 0 0   9 9 . 2 4 6   1 6 . 6 6 7   8 3 . 7 8 4   9 9 . 2 7 3   2 7 . 8 0 3   9 1 . 2 0 0       T ab le  2 .   T h co n f u s io n   m atr ix   v alu es f o r   t h h ig h est ac h iev e d   r esu lts   A c t i v a t i o n   f u n c t i o n   M e t r i c   h i g h l i g h t s   T r u e   p o s i t i v e s   T r u e   n e g a t i v e s   F a l se   p o si t i v e s   F a l se   n e g a t i v e s   S i g m o i d   H i g h e s t   r e c a l l   a n d   G - me a n   1 2 7   8 4 2 5 5   1 0 4 0   21   R e LU   H i g h e s t   a c c u r a c y ,   p r e c i si o n ,   sp e c i f i c i t y ,   a n d   F - m e a s u r e   1 1 9   8 5 0 7 6   2 1 9   29       Acc o r d in g   to   th s tatis tical  an aly s is   o f   th e   p r o p o s ed   E L m o d el,   th e   ex p er im en tal  r esu lts   d em o n s tr ate  n o tab le  p er f o r m a n ce   ac r o s s   v ar io u s   m etr ics  f o r   b o th   ac tiv atio n   f u n ctio n s .   T ab le  3   p r esen ts   th s tatis t ical  an aly s is   o f   th p r o p o s ed   m o d el  in   d etec tin g   cr e d it  ca r d   f r au d .   I n   ter m s   o f   a cc u r ac y ,   th R eL ac tiv atio n   f u n ctio n   ac h iev e d   m ea n   ac cu r ac y   o f   9 8 . 7 1 5 % ,   ac co m p an ied   b y   s m all  s ta n d ar d   d ev iatio n   o f   0 . 8 3 6 %,  r e f lectin g   co n s is ten an d   r eliab le  p er f o r m an ce   ac r o s s   tr ials .   T h s ig m o id   ac tiv atio n   f u n ctio n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       E n h a n ci n g   cred it c a r d   fr a u d   d etec tio n   w ith   s yn th etic  min o r ity  o ve r …  ( I ma n   K a d h im  A jla n )   4757   p er f o r m ed   s lig h tly   lo wer ,   with   m ea n   ac cu r ac y   o f   9 8 . 5 3 7 an d   s tan d ar d   d ev iatio n   o f   0 . 9 4 1 %,  in d icatin g   m ar g in ally   h ig h e r   v ar iab ilit y   co m p ar ed   to   R eL U.   Pre cisi o n   r esu lts   h ig h lig h s o m e   ch alle n g es  in   id en tify i n g   f r au d u le n tr a n s ac tio n s .   T h e   R eL ac tiv atio n   f u n ctio n   ac h iev ed   a n   a v er ag e   p r ec is io n   o f   1 3 . 9 6 9 %,  with   r elativ ely   h ig h   s tan d a r d   d e v iatio n   o f   8 . 9 1 5 %,  s u g g esti n g   v a r iab ilit y   in   its   ab ilit y   to   m in im ize  f alse  p o s itiv es.  I n   co n tr ast,  th s ig m o id   ac tiv atio n   f u n ctio n   r ec o r d ed   lo wer   av er ag p r ec is io n   o f   1 0 . 6 5 1 b u ex h i b ited   g r ea ter   co n s is ten cy ,   as e v id en ce d   b y   its   s m aller   s tan d ar d   d e v iatio n   o f   3 . 2 4 8 %.   R ec all,   cr itical  m etr ic   f o r   d etec tin g   f r a u d u len t   ca s es,  s h o wed   s tr o n g   p er f o r m an c f o r   b o th   ac tiv atio n   f u n ctio n s .   T h e   R eL ac tiv atio n   f u n ctio n   ac h iev e d   an   a v er ag e   r ec all  o f   8 0 . 2 7 0 %,  with   s tan d ar d   d ev iatio n   o f   5 . 2 4 2 %,  in d ica tin g   its   ef f ec tiv en ess   in   i d e n tify in g   f r au d u len t r an s ac tio n s .   T h e   s ig m o id   ac tiv atio n   f u n ctio n   p er f o r m e d   s lig h tly   b etter ,   with   an   av er a g r ec all  o f   8 2 . 3 6 5 an d   s tan d ar d   d ev iatio n   o f   4 . 7 4 0 %,  r ef lectin g   its   r o b u s tn ess   an d   s lig h tly   s u p er io r   d etec tio n   ca p ab ilit y .   Sp ec if icity   r em ain ed   co n s is ten tly   h ig h   ac r o s s   b o th   ac tiv atio n   f u n ctio n s ,   d em o n s tr atin g   th m o d el' s   ab ilit y   to   ac cu r ately   class if y   leg itima te  tr an s ac tio n s .   T h R eL ac ti v atio n   f u n cti o n   ac h iev e d   m ea n   s p ec if icity   o f   9 8 . 7 4 7 %,  with   s tan d ar d   d ev iatio n   o f   0 . 8 3 1 %,  wh ile  th s ig m o id   ac tiv atio n   f u n ctio n   r ec o r d e d   s lig h tly   lo wer   m ea n   s p ec if icity   o f   9 8 . 5 6 5 %,  with   s tan d ar d   d e v iatio n   o f   0 . 9 3 5 %.  B o th   r esu lts   u n d er s co r th m o d el' s   s tr o n g   p e r f o r m an ce   in   m in im izin g   f alse p o s itiv es.   T h F - m ea s u r e,   wh ich   b alan c es  p r ec is io n   an d   r ec all,   r ev ea l ed   s o m tr ad e - o f f s .   T h R eL ac tiv atio n   f u n ctio n   ac h ie v ed   m ea n   F - m ea s u r o f   2 2 . 8 4 8 %,  b u with   r elativ ely   h ig h   s tan d ar d   d ev iatio n   o f   1 1 . 9 6 4 % ,   in d icatin g   v ar iab ilit y   in   b al an cin g   th ese   two   m etr ics.  T h s ig m o id   ac tiv atio n   f u n c tio n ,   with   a   m ea n     F - m ea s u r o f   1 8 . 7 2 3 an d   a   s m aller   s tan d ar d   d e v iatio n   o f   5 . 3 1 3 %,  s h o wed   less   v a r iab ilit y   b u s lig h tly   less   o p tim al  b ala n ce   b etwe en   p r ec is io n   an d   r ec all.   Fin ally ,   th e   G - m ea n ,   w h ich   c o m b in es   r ec all  an d   s p ec if icity   to   ass es s   o v er all  b alan ce ,   d e m o n s tr ated   s tr o n g   p er f o r m an ce   f o r   b o t h   ac tiv atio n   f u n ctio n s .   T h R eL ac tiv atio n   f u n ctio n   ac h iev ed   m ea n   G - m ea n   o f   8 8 . 9 9 3 %,  with   s tan d ar d   d ev iatio n   o f   3 . 2 5 1 %,  in d icatin g   a     well - b alan ce d   p er f o r m an ce .   T h s ig m o id   ac tiv atio n   f u n ct io n   ac h iev ed   s lig h tly   h ig h e r   m ea n   G - m ea n   o f   9 0 . 0 7 5 %,  with   s tan d ar d   d ev i atio n   o f   3 . 0 3 7 %,  r ef lectin g   its   s lig h tly   b etter   o v er all  b alan ce   b etwe en   d etec tin g   f r au d u le n t tr an s ac tio n s   an d   m i n im izin g   f alse p o s itiv es.           Fig u r 2 .   T h h ig h est o b tain ed   r esu lts   o f   th p r o p o s ed   E L alg o r ith m   f o r   d etec tin g   cr ed it  ca r d   f r a u d       T ab le  3 .   T h s tatis tical  an aly s i s   r esu lts   o f   th p r o p o s ed   m o d e l   Ev a l u a t i o n   mea su r e me n t s   R e LU   S i g m o i d   M e a n   ( %)   S TD   ( %)   M e a n   ( %)   S TD   ( %)   A c c u r a c y   9 8 . 7 1 5   0 . 8 3 6   9 8 . 5 3 7   0 . 9 4 1   P r e c i s i o n   1 3 . 9 6 9   8 . 9 1 5   1 0 . 6 5 1   3 . 2 4 8   R e c a l l   8 0 . 2 7 0   5 . 2 4 2   8 2 . 3 6 5   4 . 7 4 0   S p e c i f i c i t y   9 8 . 7 4 7   0 . 8 3 1   9 8 . 5 6 5   0 . 9 3 5   F - mea su r e   2 2 . 8 4 8   1 1 . 9 6 4   1 8 . 7 2 3   5 . 3 1 3   G - me an   8 8 . 9 9 3   3 . 2 5 1   9 0 . 0 7 5   3 . 0 3 7       5.   DIS CU SS I O N   T h e   ex p er im en tal   r e s u l t s   d em o n s t r a t e   t h at   t h e   p r o p o s e d   E L M   m o d e l   e f f e c t i v el y   a d d r e s s es   t h c h a l l e n g e s   o f   c r e d i t   c a r d   f r a u d   d e t e c t i o n   i n   i m b a l a n c e d   d a t as et s .   A p p l y i n g   t h e   S M O T E   t e c h n i q u e   t o   t h e   t r a i n i n g   s e t   h e l p s   b a l a n c e   cl a s s   r e p r es e n t a ti o n ,   w h i c h   s i g n i f i c a n tl y   c o n t r i b u t e s   t o   i m p r o v e d   r e ca l l   a n d   s p e ci f i c it y .     T h e   c h o i c e   o f   a c t i v a t i o n   f u n c t i o n   a l s o   i n f l u e n c e s   l e a r n i n g   b e h a v i o r ,   w i t h   t h e   s i g m o i d   f u n c t i o n   y i e l d i n g   s t r o n g e r   i n i t i al   p e r f o r m a n c e   a n d   t h e   R e L U   f u n c t i o n   s h o w i n g   b e t te r   s c a l a b i l it y .   A d j u s t i n g   t h e   n u m b e r   o f   h i d d e n   n o d e s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.  1 4 ,   No .   6 ,   Dec em b er   2 0 2 5 4 7 4 9 - 4 7 6 2   4758   r e v e a l e d   t h a m o d e l   c o m p l e x i ty   p l a y s   k e y   r o l e   i n   a c h i e v i n g   o p t i m a l   r es u l ts .   I n c r e as i n g   th e   n u m b e r   o f   h i d d e n   n o d e s   e n h a n c e s   t h e   m o d el s   a b i l i t y   t o   c a p t u r e   c o m p l e x   r e l a t i o n s h i p s ,   i m p r o v i n g   a cc u r a c y   a n d   o v e r a l p e r f o r m a n c e .   H o w e v e r ,   e x c e s s i v e   c o m p l e x i t y   c a n   l e a d   t o   d i m i n i s h i n g   r e t u r n s   o r   o v e r f i t t i n g ,   h i g h l i g h t i n g   t h e   i m p o r t a n c e   o f   c a r e f u l   h y p e r p a r a m e t e r   t u n i n g .   S t a ti s t i c al   a n a l y s is   f u r t h e r   s u p p o r t s   t h e   e f f e c t iv e n e s s   o f   t h e   E L m o d e l   u s i n g   b o t h   R e L U   a n d   s i g m o i d   a c t i v at i o n   f u n c t i o n s .   B o t h   f u n c t i o n s   a c h i e v e d   h i g h   a c c u r a c y   a n d   s p e c i f i ci t y ,   c o n s i s te n t l y   e x c e ed i n g   9 8 % ,   w h i c h   i n d i c a t es   th e   m o d e l s   s t r o n g   a b i l it y   t o   i d e n t i f y   l e g i t i m a t t r a n s a c ti o n s   a n d   m a i n t ai n   a   l o w   f a ls e - p o s it i v e   r at e ,   w h ic h   is   a n   e s s e n ti a l   as p e c o f   r e l ia b l f r a u d   d e t e c t i o n .   I n   t e r m s   o f   r e c a l l ,   w h i c h   m e a s u r es   t h e   d e t e c t i o n   o f   f r a u d u l e n t   t r a n s a c t i o n s ,   t h e   s i g m o i d   f u n c t i o n   p e r f o r m e d   s l i g h t l y   b e t t e r ,   a c h i e v i n g   a n   a v e r a g e   r ec a l l   o f   8 2 . 3 6 5 %   c o m p a r e d   t o   8 0 . 2 7 0 %   f o r   R e L U .   T h is   s u g g e s ts   t h a s i g m o i d   is   m o r e   s u i t a b l e   w h e n   m i n i m i z in g   f a l s e   n e g a t i v es   is   c r i t ic a l .   H o w e v e r ,   p r e c i s i o n   v a l u e s   f o r   b o t h   a c t i v a t i o n   f u n c t i o n s   r e m a i n e d   r e l at i v e l y   l o w ,   w i t h   R e L U   a c h i e v i n g   1 3 . 9 6 9 %   a n d   s i g m o i d   1 0 . 6 5 1 %   o n   a v e r a g e .   T h i s   o u t c o m e   r e f l e c ts   t h e   i n h e r e n d i f f i c u l t y   o f   d et e c ti n g   f r a u d u l e n t   t r a n s a c t i o n s   i n   d at a s e ts   d o m in a t e d   b y   l e g it i m a te  o n e s   a n d   u n d e r s c o r e s   t h e   p e r s is t e n t   c h al l e n g e   o f   a c h i e v i n g   h i g h   p r e c i s i o n   i n   h i g h l y   i m b a la n c e d   f i n a n c i a l   d a ta .   T h e   F - m e as u r e ,   s h o w e d   t h a t   R e L U   h a d   a   s l i g h t l y   b et t e r   o v e r a l l   b a l a n c e   i n   s o m e   c o n f i g u r a t i o n s .   H o w e v e r ,   w h e n   c o n s i d e r i n g   th e   G - m e a n ,   w h i c h   a c c o u n ts   f o r   b o t h   r e c a l a n d   s p e c i f i ci t y ,   s i g m o i d   p e r f o r m e d   s l i g h tl y   b e t t e r   w i t h   m e a n   G - m e a n   o f   9 0 . 0 7 5 %   c o m p a r e d   t o   R e L U' s   8 8 . 9 9 3 % .   T h i s   in d i c a t e s   t h a t   w h i l s i g m o i d   m a y   n o t   e x c el   i n   p r e c is i o n ,   i t   p r o v i d es   a   m o r e   b a l a n ce d   o v e r a l l   p e r f o r m a n c e   a c r o s s   m e t r i c s .   V a r i a b i l it y   i n   p e r f o r m a n c e   w a s   a n o t h e r   i m p o r t a n t   a s p e c t   t o   c o n s i d e r .   T h e   s t a n d a r d   d e v i a t i o n s   f o r   p r e c i s i o n   a n d   F - m e a s u r w e r e   h i g h e r   f o r   R e L U ,   s u g g e s t i n g   g r e a t e r   i n c o n s i s t e n c y   i n   i ts   p e r f o r m a n c e   a c r o s s   t r ia l s .   I n   c o n t r a s t ,   S i g m o id   d e m o n s t r a t e d   m o r e   s ta b l e   r es u l t s ,   m a k i n g   i p o t e n t ia l l y   m o r r e l i a b l f o r   c o n s i s te n t   f r a u d   d e t e c t i o n   i n   d i f f e r e n s c e n a r i o s .   B a s e d   o n   t h e   e x p e r i m e n t a l   r es u lt s ,   i t   d e m o n s t r a te d   t h a t   t h e   c h o i c o f   a c ti v a t io n   f u n c t i o n   s h o u ld   d e p e n d   o n   t h e   s p e c i f i c   p r i o r i t ie s   o f   t h e   f r a u d   d e t e c t i o n   s y s t em .   S i g m o i d   i s   m o r e   s u i t a b l e   f o r   a p p l i c a t i o n s   t h a p r i o r i t i z e   r e c al l   a n d   o v e r a l l   b a l a n c e ,   a s   r e f l e ct e d   i n   i ts   s u p e r i o r   r e c a l l   a n d   G - m e a n .   O n   t h o t h e r   h a n d ,   R e L U   m i g h t   b e   p r e f e r r e d   i n   s ce n a r i o s   w h e r e   p r e ci s i o n   a n d   c o n s is t e n c y   a r e   m o r e   c r i t i ca l .   I n   g e n e r al ,   t h e   p r o p o s e d   E L m o d e l   d e m o n s t r at e s   s t r o n g   p o t e n t i a f o r   r e al - w o r l d   f r a u d   d ete c t i o n   a p p li c a ti o n s .   T h i n s i g h t s   g ai n e d   f r o m   t h e x p e r i m e n t a l   r e s u lt s   p r o v i d e   v a l u a b l e   g u i d a n c f o r   o p t i m iz i n g   E L M   c o n f i g u r a ti o n s   a n d   a d d r e s s i n g   t h e   u n i q u c h a l l e n g e s   p o s e d   b y   i m b a l a n c ed   d a t a s e ts .   H o w e v e r ,   al t h o u g h   t h e   p r o p o s e d   m o d e l   a c h i e v e s   h i g h   r e s u l ts   i n   t e r m s   o f   a c c u r a c y ,   r e c a l l ,   s p e c i f i ci ty ,   a n d   G - m e a n ,   i t   s t i l l   s u f f e r s   f r o m   l o w   p r e c i s i o n   a n d   F - m e a s u r e ,   w h i c h   a r c o n s i d e r e d   l i m i t a ti o n s   o f   t h e   p r o p o s e d   m o d e l   i n   d e t e c ti n g   c r e d i t   c a r d   f r a u d .   T h e   u s e   o f   S M O T E   h a d   a   s i g n i f i c a n t   i m p a c t   o n   t h e   m o d e l s   a b i l it y   t o   d e t e c t   f r a u d u l e n t   t r a n s a c ti o n s .     B y   g e n e r a ti n g   s y n t h et i c   s a m p le s   f o r   t h m i n o r i t y   ( i . e . ,   f r a u d )   c l as s ,   S MO T E   e f f e ct i v e l y   b a l a n c e d   t h d a t as e t,  e n a b l i n g   t h e   E L M   al g o r i t h m   t o   b e t t e r   le a r n   a n d   r e c o g n i z e   p a t t e r n s   a s s o c i at e d   w it h   f r a u d u l e n t   b e h a v i o r .     T h i s   r es u l t e d   i n   n o t a b l e   i m p r o v e m e n t s   i n   r ec a l l ,   w h i c h   is   a   cr u c i a l   m e t r i c   f o r   f r a u d   d e t e c ti o n   s i n c e   m i n i m i z i n g   f a l s e   n e g at i v es   is   o f   p r i m a r y   im p o r t a n c e .   A s   c o m m o n l y   o b s er v e d   w i t h   o v e r s a m p l i n g   m e t h o d s ,   t h is   i m p r o v e m e n c a m e   w i t h   a   s l i g h t   r e d u c t i o n   in   s p e c i f i c it y ,   a s   t h e   m o d e l   b ec a m e   s o m e w h a t   m o r e   l i k el y   to   c l a s s i f y   l e g i t i m a t e   t r a n s a c ti o n s   as   f r a u d u l e n t ,   l e ad i n g   t o   a n   i n c r e as e   i n   f a ls e   p o s i t i v es .   Ne v e r t h e l es s ,   t h e   o v e r a l l   p e r f o r m a n c e ,   r e f l e c t e d   i n   m e t r i c s   s u c h   a s   G - m e a n   a n d   F - m e a s u r e ,   i m p r o v ed ,   s u g g e s t i n g   t h a t   S M O T E   e n h a n c e d   t h e   m o d e l s   r o b u s t n e s s   w h e n   d e a l i n g   w i th   i m b a l a n c e d   d a t a .   T h e s e   f i n d i n g s   h i g h l i g h t   t h e   i m p o r t a n ce   o f   a p p l y i n g   d a t a   b a l a n c i n g   t e c h n i q u es   i n   f r a u d   d e t e c t i o n   t o   e n s u r e   t h a t   m i n o r i t y   c l as s   p at t e r n s   a r e   e f f ec t i v el y   c a p t u r e d   d u r i n g   t h t r a i n i n g   p r o c e s s .   F u r t h e r m o r e ,   t h e   p r o p o s e d   E L M   a l g o r i t h m   h a s   b e e n   c o m p a r e d   w i t h   t h e   s ta t e - of - t h e - a r t   m e t h o d s   f o r   d e t e c t i n g   c r e d i t   c a r d   f r a u d   i n   te r m s   o f   a cc u r a c y .   T a b l 4   p r e s e n t s   t h e   c o m p a r a ti v e   p e r f o r m an c e   o f   t h e   p r o p o s e d   E L M   a l g o r i t h m   a g a i n s t   s t a t e - of - t h e - a r t   m e t h o d s   f o r   c r e d i t   c a r d   f r a u d   d e t e c t i o n .   T h e   p r o p o s e d   E L M   a l g o r i t h m   d e m o n s t r a t es   a   s i g n i f i ca n t   i m p r o v e m e n t   i n   d e t e c ti n g   c r e d i c a r d   f r a u d   c o m p a r e d   t o   s t at e - of - t h e - a r t   m e t h o d s .   W h i l t r a d it i o n a a p p r o a c h e s   li k e   L R   [ 7 ]   an d   R F   [ 3 7 ]   ac h iev ed   m o d er ate  ac cu r ac y   lev els  u p   to   9 4 . 4 2 5   an d   8 2 . 5 %,  r esp ec tiv ely .   Me a n wh ile,   th p r o p o s ed   E L s u r p ass es  th em   with   an   im p r ess iv ac cu r ac y   o f   9 9 . 7 1 0 %.  I n   ad d itio n ,   L STM   n etwo r k s   [ 3 8 ]   an d   ANN  [ 3 9 ]   s h o lo wer   p er f o r m a n ce ,   ac h i ev in g   9 0   an d   7 0 %,  r esp ec tiv ely ,   in d icatin g   t h eir   li m ited   ef f ec tiv e n ess   in   th is   co n tex t.  No tab ly ,   th e   s tan d ar d   E L im p lem en tatio n   ac h iev ed   8 7 . 3 2 [ 4 0 ] ,   h ig h li g h tin g   th e n h an ce m e n ts   m ad in   th p r o p o s ed   E L al g o r ith m .   T h n ea r - p er f ec ac cu r ac y   ac h iev ed   b y   th p r o p o s ed   m eth o d   u n d er s co r es  its   r o b u s tn ess   an d   p o ten tial  as  s u p er io r   to o l   f o r   cr e d it c ar d   f r au d   d etec tio n ,   o u tp er f o r m in g   co n v en tio n al  a n d   s tate - of - th e - ar t m eth o d s   ac r o s s   th b o ar d .   T h s u p er io r   p er f o r m a n ce   o f   th p r o p o s ed   E L m o d el  is   attr ib u ted   to   s ev er al  k ey   f ac to r s .   First,     th d y n am ic  a d ju s tm en o f   h id d en   n o d es  allo wed   f o r   f in d i n g   an   o p tim al  n etwo r k   s ize  ( ar o u n d   3 0 4 0   n o d es)   th at  b alan ce s   lear n i n g   ca p ac i ty   an d   p r e v en ts   o v e r f itti n g .   Seco n d ,   th e   in teg r atio n   o f   S MO T E   ef f ec tiv ely   h an d led   th s ev er class   im b alan ce   b y   g e n er atin g   s y n th etic  m in o r ity   s am p les,  im p r o v in g   th m o d el’ s   ab ilit y   to   d etec f r au d u len tr an s ac tio n s .   L astl y ,   co m p ar in g   ac tiv ati o n   f u n ctio n s   r ev ea led   th at  R eL U’ s   co m p u tatio n al   ef f icien cy   an d   ab ilit y   t o   m itig ate  v an is h in g   g r ad ien ts   f u r t h er   en h a n ce d   ac cu r ac y .   T h ese  c o m b in e d   im p r o v em e n ts   en ab le   th e   p r o p o s ed   m et h o d   to   o u tp e r f o r m   tr ad itio n al  m o d els  b y   b etter   ca p tu r in g   co m p lex   f r au d   p atter n s   an d   m ain tain in g   h ig h   d etec tio n   ac cu r ac y .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.