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4ヶ月前

ピックアンドチョイス:不均衡学習に基づくGNNアプローチによる不正検出

{Qing He Hao Yang Jinghua Feng Jianfeng Chi Zidi Qin Xiang Ao Yang Liu1}

要約

グラフベースの不正検出手法は、グラフ構造データに豊富な関係情報が含まれていることから、近年注目を集めています。このような関係性情報は、不正行為者(ファウダス)の検出に有効である可能性があります。しかし、GNN(グラフニューラルネットワーク)に基づくアルゴリズムは、ノードのラベル分布が極端に偏っている場合、性能が著しく低下する傾向にあり、金融不正など敏感な分野ではこれが一般的です。このようなグラフベースの不正検出におけるクラス不均衡問題を改善するために、本研究では、不均衡な教師あり学習を対象とした「ピックアンドチョイス・グラフニューラルネットワーク(PC-GNN)」を提案します。まず、ラベルバランスを意識した独自のサンプラーを用いて、ノードとエッジを選び、ミニバッチ学習用の部分グラフを構築します。次に、各部分グラフ内のノードについて、提案する近傍サンプラーにより近傍候補を選びます。最後に、選択された近傍ノードおよび異なる関係性からの情報を集約し、対象ノードの最終的な表現を生成します。ベンチマークデータおよび実世界のグラフベース不正検出タスクにおける実験結果から、PC-GNNが最先端のベースライン手法を顕著に上回ることが明らかになりました。

ベンチマーク

ベンチマーク方法論指標
fraud-detection-on-amazon-fraudPC-GNN
AUC-ROC: 95.86
Averaged Precision: 85.49
fraud-detection-on-yelp-fraudPC-GNN
AUC-ROC: 79.87
Averaged Precision: 48.10
node-classification-on-amazon-fraudPC-GNN
AUC-ROC: 95.86
node-classification-on-yelpchiPC-GNN
AUC-ROC: 79.87

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