I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m pu t er   E ng ineering   ( I J E CE )   Vo l.   1 6 ,   No .   1 Feb r u ar y   20 2 6 ,   p p .   311 ~ 320   I SS N:  2088 - 8 7 0 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijece. v 1 6 i 1 . pp 3 1 1 - 3 2 0           311       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m   Credit  card  fraud  data  ana ly sis  using  propo sed sa mpling   a lg o rithm and de ep ensembl e learn ing       Ay Ay K hin e,   Z in T hu   T h u M y int   I n f o r mat i o n   a n d   C o mm u n i c a t i o n   Te c h n o l o g y   R e se a r c h   C e n t r e ,   Y a n g o n ,   M y a n mar        Art icle  I nfo     AB S T RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J u n   3 ,   2 0 2 5   R ev is ed   Sep   2 6 ,   2 0 2 5   Acc ep ted   No v   2 3 ,   2 0 2 5       Cre d it   c a rd   fra u d   d e tec ti o n   is  c h a ll e n g i n g   d u e   t o   t h e   se v e re   imb a lan c e   b e twe e n   leg it ima te  a n d   fra u d u len tran sa c ti o n s,  wh ich   h i n d e rs  a c c u ra te  fra u d   id e n ti fica ti o n .   T o   a d d re ss   t h is,  w e   p ro p o se   a   d e e p   lea rn i n g - b a se d   e n se m b le  m o d e i n teg ra ted   wit h   a   p ro p o s e d   sa m p li n g   a l g o ri th m   b a se d   o n   ra n d o m   o v e rsa m p li n g .   Un li k e   tra d it i o n a l   m e th o d s,   th e   p r o p o se d   sa m p li n g   a lg o rit h m   a d d re ss e th e   o v e rsig h t   o f   p a ra m e ter  se lec ti o n   a n d   m a n a g e c las imb a lan c e   with o u e li m in a t in g   a n y   leg i ti m a te  sa m p les .   Th e   e n se m b le  fra m e wo rk   c o m b i n e t h e   stre n g t h o c o n v o l u ti o n a n e u ra l   n e two r k (CNN )   f o sp a t ial  fe a tu re   e x trac ti o n ,   lo n g   sh o rt - ter m   m e m o ry   (LS TM )   n e two r k fo r   c a p tu ri n g   se q u e n ti a p a tt e r n s,  a n d   m u lt i lay e p e rc e p tro n ( M LP f o r   e fficie n c las sifica ti o n .   T h re e   e n se m b le  s trate g ies Weig h ted   a v e ra g e ,   u n we ig h te d   a v e ra g e ,   a n d   u n we i g h ted   m a jo rit y   v o ti n g a re   e m p l o y e d   to   a g g re g a te  p re d ictio n s.  Ex p e rime n tal  re su lt s   sh o w   th a t   a ll   e n se m b le   m e th o d a c h iev e   p e rfe c sc o re (1 . 0 0 in   p re c isio n ,   re c a ll ,   a n d   F 1 - sc o re   fo r   b o t h   fra u d   a n d   non - fra u d   c las se s.  Th is  stu d y   d e m o n stra tes   th e   e ffe c ti v e n e ss   o e n se m b le  m o d e wit h   o p ti m ize d   sa m p li n g   a p p r o a c h   f o r   ro b u st   a n d   a c c u r a te  fra u d   d e tec ti o n .   K ey w o r d s :   C o n v o lu tio n al  n eu r al  n etwo r k   lo n g   s h o r t - ter m   m em o r y   C r ed it c ar d   f r au d   d etec tio n   E n s em b le  m o d el   Mu ltil ay er   p er ce p tr o n       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 :   Ay Ay Kh in e   I n f o r m atio n   an d   C o m m u n icatio n   T ec h n o lo g y   R esear ch   C en tr e   Yan g o n ,   M y an m ar   E m ail: a y ek h in e 7 1 @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   C r ed it  ca r d   f r au d   is   an   escalatin g   th r ea t   in   t h f i n an cial  s ec to r ,   ex ac e r b ated   b y   th e   r ap id   g r o wth   o f   e - co m m er ce   a n d   d i g ital  p ay m en ts .   T h is   n o o n l y   ca u s es  s u b s tan tial  f in an cial  lo s s es  b u also   u n d e r m in es   co n s u m er   tr u s an d   p o s es  s er io u s   ch allen g es  to   f in an cial   in s titu tio n s .   E x is tin g   f r au d   d etec tio n   s y s tem s   p r ed o m i n an tly   r ely   o n   r u le - b ased   tech n iq u es,  wh ich ,   w h ile  s im p le  an d   i n ter p r etab l e,   ar in c r ea s in g ly   in ad eq u ate  ag ain s th ev o lv i n g   s tr ateg ies  o f   s o p h is ticated   f r au d s ter s .   T h ese  s y s tem s   s u f f er   f r o m   h ig h   f alse  p o s itiv r ates a n d   lack   th e   ad a p tab ilit y   r eq u ir e d   f o r   r ea l - tim e   an d   d y n am ic  f r au d   d etec tio n   [ 1 ] [ 3 ] .   T o   o v er co m e   th ese  lim itatio n s ,   th r esear ch   c o m m u n ity   h as  in cr ea s in g ly   tu r n ed   to   m ac h in lear n in g   an d   d ee p   lear n in g   tech n iq u es.  Sev er al  s tate - of - th e - a r a p p r o a ch es  h av e   ex p l o r ed   th e   u s o f   in d iv id u al   m o d el s   s u ch   as  co n v o l u tio n al  n e u r al  n etwo r k s   ( C NNs),   lo n g   s h o r t - ter m   m em o r y   n etwo r k s   ( L STM s ) ,   an d   m u ltil ay er   p er ce p tr o n s   ( ML Ps ) ,   ea ch   o f f er in g   d is tin ct  ad v an ta g es:  C NNs  ar ca p ab le   o f   lear n in g   s p atial  p atter n s   with in   tr an s ac tio n   d ata,   L STM s   ex ce at  m o d elin g   tem p o r al  s eq u e n ce s   to   d etec ir r eg u lar ities   o v er   tim e,   an d   ML Ps   ar ef f ec tiv e   at  lea r n in g   co m p lex   n o n - lin ea r   r elatio n s h ip s .   Ho wev er ,   p r i o r   s tu d ies  h av e   lar g ely   f o c u s ed   o n   s tan d alo n m o d els  o r   co n v e n tio n al  en s em b le  ap p r o ac h es,   o f ten   with o u ad eq u ately   a d d r ess in g   cr itical   ch allen g in   th is   d o m ain - class   im b alan ce ,   wh er f r au d u len tr an s ac tio n s   r ep r esen tin y   f r ac tio n   o f   th e   o v er all  d ataset  [ 4 ] ,   [ 5 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   1 6 ,   No .   1 Feb r u ar y   20 2 6 :   3 1 1 - 320   312   T h is   s tu d y   aim s   to   ad v a n ce   th s tate  o f   th ar b y   p r o p o s in g   h y b r id   en s em b le  f r am ewo r k   co m b in in g   C NN,   L STM ,   an d   ML ar ch itectu r es  in teg r at ed   with   n o v el  s am p lin g   al g o r ith m   s p ec if ically   d esig n ed   to   b alan ce   th d ataset  an d   im p r o v f r au d   d etec tio n   p er f o r m an ce .   Un lik p r io r   wo r k s ,   o u r   ap p r o ac h   lev er ag es  th e   co m p lem e n tar y   s tr en g th s   o f   ea c h   m o d el  ty p wh ile  m itig atin g   th a d v er s ef f ec ts   o f   s k ewe d   class   d is tr ib u tio n s .   Ou r   m o d e is   co m p ar ed   ag ain s b aselin s in g le - ar ch itectu r e   m o d els  as  well  as  ex is tin g   en s em b le  s tr ateg ies to   d em o n s tr ate  its   s u p er io r ity   in   d etec tin g   b o th   f r eq u en t a n d   r ar e   f r au d   p atter n s .   T h ese  co n tr ib u tio n s   a r d e m o n s tr ated   in   th e   ex p er im e n tal   s ec tio n s   th at  f o llo w,   o f f er i n g   f in a n cial   in s titu tio n s   s ca lab le  an d   i n tellig en s o lu tio n   to   d etec f r au d   m o r e   ac cu r ately   a n d   r eliab ly .   T h e   co n tr i b u tio n s   o f   th is   p ap er   ar as f o llo ws:     T h d esig n   o f   r o b u s t d ee p   le ar n in g - b ased   en s em b le  th at  f u s es C N N,   L STM ,   an d   ML P c o m p o n e n ts .     T h in teg r atio n   o f   a   p r o p o s ed   s am p lin g   m eth o d   to   ef f ec tiv el y   h an d le   class   im b alan ce .     co m p r eh e n s iv ev alu atio n   o f   th p r o p o s ed   s y s tem   ag ai n s t stan d ar d   b e n ch m ar k s   an d   p r io r   m eth o d s .     d etailed   an aly s is   s h o win g   s ig n if ican im p r o v em e n ts   in   ac cu r ac y ,   p r ec is io n ,   a n d   r e d u ctio n   o f   f alse  p o s itiv es.   T h s tr u ctu r o f   th p ap e r   u n f o ld s   as  f o llo ws:   s ec tio n   2   p r o v id es  co m p r e h en s iv r e v iew  o f   ex is tin g   liter atu r e,   en c o m p ass in g   c r ed i f r au d   d etec tio n   m eth o d o lo g i es,  im b alan ce d   d atasets ,   an d   s am p lin g   tec h n iq u es.  Sectio n   3   d etails  th m eth o d o l o g y ,   o u tlin in g   th e   p r o p o s ed   s am p lin g   alg o r ith m ,   d ataset  ch ar ac ter is tics ,   an d   th e   ar ch itectu r al  d etails  o f   th in teg r ated   d ee p   lear n in g   m o d el s .   Sectio n   4   p r esen ts   ex p er i m en tal   r esu lts   an d   an aly s es.  Fin ally ,   s ec tio n   5   co n clu d es  th p ap er   b y   s u m m ar izin g   f in d in g s ,   d is cu s s in g   th s y s tem s   im p licatio n s ,   an d   s u g g esti n g   a v en u es f o r   f u tu r r esear ch .       2.   L I T E R AT U RE   R E VI E W S     Stu d ies   [ 6 ] [ 1 0 ]   e x p lo r e d   ad v an ce d   m ac h i n lear n in g   an d   d ee p   lear n i n g   tech n iq u es  f o r   ad d r ess in g   class   im b alan ce   in   cr ed it  ca r d   f r au d   d etec tio n ,   in clu d in g   f ed er ated   lear n in g   with   h y b r id   r esam p lin g   [ 6 ] T r an s f o r m e r - b ased   m o d els  [ 7 ] ,   AE - Net  with   ex tr e m g r ad ie n b o o s tin g   [ 8 ] ,   C NNs  f o r   p att er n   r ec o g n itio n   [ 9 ] an d   AFLCS   u s in g   Ap p r o x - S MO T E   with   C NN  o p tim izati o n   [ 1 0 ] .   R esear ch   i n   [ 1 1 ] [ 1 5 ]   h ig h lig h te d   th e   ef f ec tiv en ess   o f   g r ad ien b o o s tin g   an d   r a n d o m   f o r ests   [ 1 1 ] ,   o p tim ized   ANN  m o d els  f o r   d ata  s p ar s ity   [ 1 2 ] C NN - L STM   h y b r id s   with   d at au g m en tatio n   [ 1 3 ] ,   p r o b ab ili ty - b ased   K - n ea r est  n eig h b o r s   ( KNN)   f o r   e f f icien class if icatio n   [ 1 4 ] ,   an d   C NNs   co m b i n ed   with   d ee p   au to e n c o d er s   f o r   im p r o v ed   f r au d   d etec tio n   [ 1 5 ] .   Fu r th er   ad v an ce m e n ts   [ 1 6 ] [ 2 0 ]   in clu d p ar ticle  s war m   o p tim izatio n   ( PS O) - o p tim ized   s tack in g   en s em b le  with   h i g h   s ca lab ilit y   [ 1 6 ] ,   an aly s is   o f   DL   p ar am eter s   with   R an d o m   Fo r est  ac h iev in g   9 9 . 5 ac cu r ac y   [ 1 7 ] ,   im p ac t   ass es s m en o f   th T im e   f ea tu r ac r o s s   m u ltip le  m o d e ls   [ 1 8 ] ,   s u p er io r   g r ap h   n eu r al  n etwo r k   ( GNN)   p er f o r m an ce   i n   g r ap h - b ased   an o m aly   d etec tio n   [ 1 9 ] ,   a n d   co m p a r ativ e v alu atio n   o f   s u p er v is ed   v s .   d ee p   lear n in g   m eth o d s   u s in g   s u p p o r v ec to r   m ac h in es  ( SVM) K - n ea r est  n eig h b o r s   ( KNN) ,   an d   ar tific ial  n eu r al  n etwo r k   ( ANN)   [ 2 0 ] .   Stu d ies  [ 1 5 ]   em p h asized   h y b r i d   d ee p   lear n in g   ar ch itectu r es  s u ch   as  au to en co d e r - d ee p   n eu r al  n etwo r k s   m o d els  f o r   r ea l - tim f r au d   d etec tio n   [ 1 5 ] ,   C NNs  with   f u lly   co n n ec ted   l ay er s   f o r   en h an ce d   r ec all   [ 2 1 ] ,   a n d   ML Ps   with   d r o p o u an d   au g m en tatio n   to   h a n d le  o v er f itti n g   an d   im b alan c e   [ 2 2 ] .   C o llectiv ely ,   th ese  wo r k s   d em o n s tr ate  th e   g r o win g   e f f ec tiv en ess   o f   h y b r id ,   e n s em b le,   an d   o p tim i za tio n - b ased   d ee p   lear n in g   s tr ateg ies in   b u ild in g   r o b u s t a n d   s ca lab le  f r au d   d ete ctio n   s y s tem s .         3.   M E T H O DO L O G   T h p r o p o s ed   s y s tem   p er f o r m s   co m p ar ativ an aly s is   o f   cr ed it  ca r d   f r a u d   d etec tio n   u s in g   C NN,   L STM ,   ML m o d els   [ 2 3 ] ,   an d   th eir   en s em b le,   ap p lied   in d iv id u ally   an d   co llectiv el y   to   ev alu ate  th eir   ef f ec tiv en ess   in   h an d lin g   a   h ig h ly   im b alan ce d   d ataset.   An   en h a n ce d   s am p lin g   al g o r ith m   is   in tr o d u ce d   to   b alan ce   th e   d ataset,   m itig atin g   th b ias  f r o m   n o n - f r au d u len tr an s ac tio n s   an d   ex p o s in g   t h m o d els  to   m o r e   r ep r esen tativ class   d is tr ib u tio n .   C NN  ca p tu r es  s p atial  p atter n s ,   L STM   f o cu s es  o n   tem p o r al  d ep en d en cies  in   tr an s ac tio n   s eq u en ce s ,   an d   M L s er v es  as  b aselin class i f ier .   T h e n s em b le  m o d el  co m b in es  th s tr en g th s   o f   th ese  in d iv id u al  m o d els,  lev er ag in g   C NN' s   f ea tu r ex tr ac tio n ,   L STM ' s   s eq u en tial  lear n in g ,   a n d   ML P' s   class if icatio n   ef f icien cy .   Fig u r 1   illu s tr ates th p r o p o s ed   s y s tem ' s   f lo d iag r am ,   em p h asizi n g   th im p o r ta n ce   o f   b alan ce d   d ata  in   i m p r o v in g   m o d el  ac cu r ac y   an d   r eliab ilit y .     3 . 1 .     Da t a   c o llect io n   T h d ataset  u s ed   in   th is   s t u d y   [ 2 4 ]   co m p r is es  2 8 4 , 8 0 7   cr ed it  ca r d   tr an s ac tio n s   b y   E u r o p ea n   ca r d h o ld e r s   o v er   two   d a y s   in   Sep tem b er   2 0 1 3 ,   o f   wh ic h   o n ly   4 9 2   ( 0 . 1 7 2 %)  ar e   f r a u d u l en t,  h ig h lig h tin g   a   s ev er class   im b alan ce .   I in clu d es  o n ly   n u m e r ical  f ea tu r es  tr an s f o r m ed   v ia  p r in cip al  co m p o n en an aly s is   ( PC A) ,   lab eled   V1   to   V2 8 ,   alo n g   with   t r an s ac tio n   am o u n an d   tim estam p ,   allo win g   f o r   th e   ca p tu r o f   co m p lex   b e h av io r al  p atter n s .   T h o u tco m v ar iab le,   r ef e r r ed   to   as  "Cl as s , is   b in ar y wh er v alu o f   0   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8       C r ed it c a r d   fr a u d   d a ta   a n a lysi s   u s in g   p r o p o s ed   s a mp lin g   a lg o r ith m     ( A ye   A ye   K h in e )   313   in d icate s   g en u i n tr an s ac tio n   an d   v alu e   o f   1   f la g   tr a n s ac tio n   as  f r au d u len t.  T h is   r ich   an d   m u ltifa ce ted   d ataset  s tr u ctu r en ab les  d etailed   an aly s is   an d   m o d elin g   f o r   d etec tin g   an d   p r e v en tin g   f r au d u len f i n an cial  ac tiv ities .   Fig u r 2   d escr ib es th cr ed it c ar d   f r a u d   d ataset.             Fig u r 1 .   Flo d ia g r am   f o r   p r o p o s ed   cr e d it c ar d   f r au d   d ata  an aly s is   s y s tem           Fig u r 2 .   Data s et  f o r   cr ed it c ar d   f r au d   d ata       3 . 2 .     Da t a   prepro ce s s ing   Data   n o r m aliza tio n   is   cr u cial  p r ep r o ce s s in g   s tep   in   m ac h in lear n in g   th at  en s u r es  all  f ea tu r es  ar o n   co m p ar a b le  s ca le,   p r ev e n tin g   f ea tu r es  with   lar g er   r an g es  f r o m   d o m in ati n g   th lear n in g   p r o ce s s .   I n   th is   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   1 6 ,   No .   1 Feb r u ar y   20 2 6 :   3 1 1 - 320   314   s y s tem ,   m in - m ax   n o r m aliza ti o n   is   ap p lied   t o   s ca le  d ata  w ith in   th r an g o f   0   t o   1 ,   s tan d ar d izin g   f ea tu r v alu es  f o r   im p r o v ed   m o d el  p e r f o r m a n ce   an d   co m p u tatio n al  ef f icien cy   [ 2 5 ] .   T h is   co n s is ten s ca lin g   n o o n ly   ac ce ler ates  m o d el  co n v er g en c d u r i n g   tr ai n in g   b u also   h el p s   m ain tain   th e   in teg r ity   o f   f ea tu r r elatio n s h ip s   ac r o s s   d if f er en t le ar n in g   alg o r ith m s .   T h n o r m aliza tio n   f o r m u la  u s ed   is :     =  (  _   _ ) +  _         ( 1 )         T h is   n o r m aliza tio n   p r o ce s s   ad ju s ts   ea ch   d ata  p o in v   to   a   n e v alu v′   th at  f its   with in   th e   n o r m alize d   r an g e.   Fo llo win g   d ata  n o r m a lizatio n ,   th s y s tem   ap p lies   p r o p o s ed   s am p lin g   tech n iq u to   ad d r ess   d ata   im b alan ce .   T h is   s am p lin g   m e th o d   e n s u r es  th at   th d ataset  u s ed   f o r   m o d el  tr ai n in g   is   m o r r e p r esen tativ e,   en h an cin g   th p e r f o r m an ce   an d   ac cu r ac y   o f   t h f r a u d   d etec ti o n   m o d els.     3 . 3 .     P r o po s ed  s a m pli ng   a lg o rit hm     C las s   im b alan ce   in   th C r ed it  C ar d   d ataset  ca n   lead   to   b iase d   m ac h in lear n in g   m o d els  th at  s tr u g g le  to   co r r ec tly   class if y   m in o r ity   class   in s tan ce s ,   r esu lt in g   in   h ig h   f alse - n eg ativ r ates  an d   r ed u ce d   s en s itiv ity .   T h is   s y s tem   tack les  class   im b alan ce   u s in g   th e   p r o p o s ed   s am p lin g   ap p r o ac h ,   av o id in g   th e   o v e r f itti n g   is s u es  o f   o v er s am p lin g   an d   th d ata  l o s s   r is k s   o f   u n d er s am p lin g .   I n   Alg o r ith m   1 ,   th e   p r o p o s ed   d ata  b alan cin g   alg o r ith m   is   s h o wn .   T h p r o p o s ed   s y s tem   in tr o d u ce s   a   p r o p o s ed   s am p lin g   alg o r ith m   to   b a lan ce   th d ataset  b y   g en er atin g   s y n th etic  m in o r ity   class   in s tan ce s ,   en s u r in g   eq u al  r ep r esen tatio n   o f   n o r m al  an d   f r au d u len t   tr an s ac tio n s .   B y   r em o v in g   t h e   lab el  f r o m   th e   f ea tu r e   v ec to r ,   th s y s tem   p r e v en ts   d ata  leak ag an d   m ain tain s   m o d el  in teg r ity   wh ile  a p p ly in g   th s am p lin g   tech n iq u e   ef f e ctiv ely .   Un lik tr a d itio n al  o v e r s am p lin g   m eth o d s ,   th is   ap p r o ac h   cr ea tes  n ew,   s y n th etic  s am p les  r ath er   th an   d u p licatin g   ex is tin g   o n es,  r ed u cin g   o v e r f itti n g   an d   im p r o v in g   m o d el  p er f o r m a n ce .     Alg o r ith m   1 .   Pro p o s ed   d ata  b a lan cin g   alg o r ith m   Step 1. Computes the quantity of normal and anomalous entries in the training dataset.   Step   2.   If   th co un of   th no rm al   cl as is   gr ea te th an   th co un of   th ab no rm al   cl as s,   from step 3 to step 9 is performed.   Step 3. Calculates t he difference (num) between the counts of the two classes .   Step 4. For each iteration (from 0 to num),   Step 5. Extracts a feature vector from the abnormal class.   Step 6. Eliminates the last component of the feature vector that was extracted.   Step 7. Acquires a feature value from the neighboring anomalous data point.   Step 8. Integrates this feature into the updated feature vector.   Step   9.   Th up da te fe at ur ve ct or   is   ap pe nd ed   to   th ab no rm al   da ta se t ,   al on wi th   th e   label 1.   Step   10.   Wh en   cl as s   im ba la nc is   de te ct ed ,   wi t th ab no rm al   cl as be in pr ed om in an t,   steps 11 to 17 are performed.   Step 11. Computes the numerical difference (num) between the class counts.   Step 12. For each iteration (from 0 to num),   Step 13. Extracts a feature vector from the normal class.   Step 14. The extracted feature vector is modified by removing its last entry.   Step 15. A feature value is obtained from a nearby normal instance.   Step 16. Integrates this feature into the updated feature vector.   Step 17. The updated feature vector and label 0 are added to the normal dataset.       k ey   s tep   in   b alan cin g   cr ed i ca r d   tr an s ac tio n   d atasets   in v o lv es  r em o v in g   th f in al  elem en o f   th e   f ea tu r v ec to r .   T h is   last   ele m en ty p ically   r ep r esen ts   th e   lab el,   s u c h   as  " f r au d u len t"  o r   "n o n - f r au d u len t,"   wh ich   in d icate s   wh eth er   tr an s ac tio n   is   f r au d u len t o r   n o t.  B y   ex clu d in g   th is   lab el  f r o m   th e   f ea tu r v ec to r ,   th e   p r o p o s ed   s am p lin g   tec h n iq u e s   ca n   b ap p lied   m o r ef f ec t iv ely   to   ad d r ess   class   im b alan ce .   R em o v in g   th lab el  f r o m   th e   f ea tu r v ec to r   is   cr u cial  f o r   s ev e r al  r ea s o n s .   Firstl y ,   it  p r ev e n ts   d ata  lea k ag e,   en s u r in g   th at   th e   m o d el  is   tr ain e d   o n   f ea tu r es  al o n with o u th e   in f lu e n ce   o f   t h tar g et   v ar iab le.   T h is   p r ac tice  ad h er es  t o   m o d el   in p u r eq u ir em e n ts ,   m ain tain i n g   th e   in teg r ity   o f   t h d ata  an d   en s u r i n g   th at  th e   m o d el  lea r n s   f r o m   t h ac tu a l   f ea tu r es  r ath er   th an   b ein g   b i ased   b y   th lab els.  Seco n d ly ,   it  en s u r es  th at  s y n th etic  s a m p les  ar g en er ated   s o lely   f r o m   g en u in tr an s ac ti o n   ch a r ac ter is tics   r ath er   th an   b ein g   in f lu en ce d   b y   class   id en tifie r s .   T h ir d ly ,   it   p r eser v es  a   clea r   s ep ar atio n   b etwe en   f ea tu r es  an d   lab els,  w h ich   is   es s en tial  f o r   r ep r o d u c ib ilit y   an d   co r r ec t   im p lem en tatio n   o f   th s am p lin g   alg o r ith m .   Fin ally ,   th is   ap p r o ac h   s u p p o r ts   f air   m o d el  ev alu atio n   b y   p r ev en tin g   ar tific ially   in f lated   p er f o r m an ce   th at  co u l d   ar is if   lab el  in f o r m atio n   leak ed   in t o   th f ea tu r s p ac e T h p r o p o s ed   s am p lin g   alg o r ith m   is   a d ap tab le  t o   b o th   n u m e r ical  an d   ca teg o r ical  d ata.   I allo ws  f o r   ad ju s tm en ts   b ased   o n   s p ec if i n ee d s ,   p ar ticu lar ly   b y   m o d if y in g   th m et h o d   u s ed   to   g en er ate  s y n t h etic  s am p les.  Un lik tr ad itio n al  o v er s am p lin g   m eth o d s   th at  s i m p ly   d u p licate  e x is tin g   s am p les,  th is   alg o r ith m   f o cu s es  o n   cr ea tin g   n ew,   s y n t h etic  s am p les.  T h is   s am p lin g   alg o r ith m   h elp s   in   r ed u cin g   th r is k   o f   o v er f itti n g   b y   in tr o d u cin g   v ar ia b ilit y   in to   th d ataset  r ath er   th a n   m er ely   in cr ea s in g   th n u m b er   o f   i d en t ical  in s tan ce s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8       C r ed it c a r d   fr a u d   d a ta   a n a lysi s   u s in g   p r o p o s ed   s a mp lin g   a lg o r ith m     ( A ye   A ye   K h in e )   315   3 . 4 .     Dee p e ns em ble le a rning - ba s ed  cr edit   ca rd  det ec t io   T o   im p r o v f r au d   d etec tio n   p er f o r m an ce ,   t h d ataset  is   f i r s b alan ce d   u s in g   p r o p o s ed   s am p lin g   alg o r ith m   th at  in cr ea s es  th r ep r esen tatio n   o f   f r a u d u len tr an s ac tio n s   with o u elim in atin g   l eg itima te  s am p les,  ef f ec tiv ely   ad d r ess in g   class   im b alan ce .   T h b ala n ce d   d ata   is   th en   d i v id ed   in to   tr ai n in g   an d   test in g   s ets  to   ass es s   th p er f o r m a n ce   o f   t h r ee   in d iv id u al  d ee p   lear n in g   m o d els:   C NN,   L STM ,   an d   ML P.  T h ese  m o d els  ar e   ch o s en   f o r   th ei r   r esp ec tiv e   s tr en g th s - C NN  f o r   ca p tu r i n g   s p atial  p atter n s   in   tr an s ac tio n   f ea tu r es,  L STM   f o r   m o d elin g   tem p o r al  d ep e n d en cies,  an d   ML f o r   h an d lin g   co m p lex   n o n lin ea r   r elatio n s h ip s .   An   e n s em b le  m o d el  is   th en   co n s tr u cted   b y   in teg r atin g   th o u tp u ts   o f   th e s th r ee   m o d els  to   en h an ce   o v er all  class if icatio n   ac cu r ac y .   T h is   en s em b le   is   ev alu ated   u s in g   th r ee   ag g r eg at io n   s tr ateg ies:   weig h ted   a v er a g e,   wh er e   s tr o n g e r   m o d els  h av g r ea te r   in f lu e n ce   o n   th f in al  p r ed ictio n u n weig h ted   av er a g e,   wh ich   tr ea ts   a ll  m o d els  eq u ally an d   u n weig h ted   m ajo r ity   v o tin g ,   wh e r th e   f in al   class   is   d eter m in ed   b y   t h m ajo r ity   o f   in d iv id u al  m o d el   p r ed ictio n s .   T h is   ap p r o ac h   en s u r es r o b u s t a n d   f air   d ec is io n - m ak in g   in   f r au d   d etec tio n .       4.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N     T h p er f o r m an ce   o f   C NN,   L S T M,   ML P,  an d   th eir   en s em b le  m o d el  is   ev alu ated   f o r   cr ed it c ar d   f r au d   d etec tio n ,   with   th d ataset  s p lit  in to   8 0 tr ain in g   an d   2 0 test in g   p o r tio n s .   T h e   en s e m b le  m o d el,   wh ic h   co m b in es  th e   s tr en g th s   o f   e ac h   in d i v id u al  m o d el,   is   ass ess ed   u s in g   m etr ics  lik e   p r e cisi o n ,   r ec all,   a n d   F1 - s co r e,   with   test s   co n d u cted   o n   b o th   th o r ig in al  an d   b alan ce d   d atasets   to   ev alu ate  th im p ac o f   th e   s am p lin g   s tr ateg y .   T ab le  1   d escr ib es  th p ar am eter   co n f i g u r atio n s   o f   th s y s tem .   Fig u r 3   d escr ib es  th e   r ec eiv er   o p er atin g   ch ar ac ter i s tic  ( R OC )   c u r v o f   C NN  with   an d   with o u b ala n cin g   alg o r ith m .   T ab le  2   d escr ib es  th r esu lts   o f   C NN  with   an d   with o u b ala n cin g   al g o r ith m s .   Fig u r 4   d escr ib es  t h R OC   C u r v o f   L STM   with   an d   with o u b alan cin g   alg o r it h m .   T ab le  3   d escr ib es  th r esu lts   o f   L ST with   an d   with o u t   b alan cin g   alg o r ith m .   Fig u r 5   d escr ib es  th R OC   C u r v o f   ML with   an d   with o u b alan cin g   alg o r ith m .     T ab le  4   d escr ib es  th e   r esu lts   o f   ML with   a n d   with o u b al an cin g   al g o r ith m .   T ab le   5   d e s cr ib es  th an aly s is   r esu lts   o f   en s em b le  with   weig h ted   av er ag e,   u n weig h ted   av e r ag an d   u n weig h ted   m ajo r ity   v o tin g   b y   p r o p o s ed   s am p lin g   alg o r ith m .       T ab le  1 .   Par am eter   c o n f i g u r ati o n s   P a r a me t e r s   C N N   LSTM   M LP   N u mb e r   o f   F i l t e r s : 1 6   U n i t s:   5 0   U n i t s:   1 6   A c t i v a t i o n   f u n c t i o n   si g m o i d   si g m o i d   si g m o i d   D r o p o u t   r a t e   0 . 5   -   -   O p t i mi z e r   A d a m   A d a m   A d a m   Ep o c h s   10   10   10   B a t c h   si z e   64   64   64   K e r n e l   si z e   3   -   -   P o o l i n g   st r a t e g y   M a x   P o o l i n g   ( p o o l   si z e   =   2 )   -   -   Le a r n i n g   r a t e   0 . 0 0 1   0 . 0 0 1   0 . 0 0 1   Lo ss f u n c t i o n     _        _        _          Wi tho ut  prop os e d  s a m pl in g   Wi th  prop o s e s a m pl in g         Fig u r 3 .   R OC   cu r v f o r   C NN     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   1 6 ,   No .   1 Feb r u ar y   20 2 6 :   3 1 1 - 320   316   T ab le  2 .   C o m p a r is o n   b etwe en   n o r m al  an d   f r a u d   u s in g   C NN   C N N   N o r mal   F r a u d   P r e c i s i o n   R e c a l l   F1 - S c o r e   P r e c i s i o n   R e c a l l   F1 - S c o r e   W i t h o u t   P r o p o se d   S a m p l i n g   0 . 8 9   0 . 9 1   0 . 9   0 . 8 8   0 . 7 5   0 . 8 0   W i t h   P r o p o se d   S a mp l i n g   0 . 9 6   0 . 9 7   0 . 9 6   0 . 9 6   0 . 9 7   0 . 9 6       Wi tho ut  prop os e d  s a m pl in g   Wi th  prop o s e s a m pl in g         Fig u r 4 .   R OC   cu r v f o r   L ST M       T ab le  3 .   C o m p a r is o n   b etwe en   n o r m al  an d   f r a u d   u s in g   L STM   LSTM   N o r mal   F r a u d   P r e c i s i o n   R e c a l l   F1 - S c o r e   P r e c i s i o n   R e c a l l   F1 - S c o r e   W i t h o u t   P r o p o se d   S a m p l i n g   0 . 9 1   0 . 7 4   0 . 7 7   0 . 8 8   0 . 7 3   0 . 8 0   W i t h   P r o p o se d   S a mp l i n g   0 . 9 8   0 . 9 0   0 . 9 4   0 . 9 8   0 . 9 1   0 . 9 4       Wi tho ut  prop os e d  s a m pl in g   Wi th  prop o s e s a m pl in g         Fig u r 5 .   R OC   c u r v f o r   ML P       T ab le  4 .   C o m p a r is o n   b etwe en   n o r m al  an d   f r a u d   u s in g   ML P   M LP   N o r mal   F r a u d   P r e c i s i o n   R e c a l l   F1 - S c o r e   P r e c i s i o n   R e c a l l   F1 - S c o r e   W i t h o u t   P r o p o se d   S a m p l i n g   0 . 8 2   0 . 8 3   0 . 8 2   0 . 8 0   0 . 8 3   0 . 8 1   W i t h   P r o p o se d   S a mp l i n g   0 . 9 0   0 . 9 4   0 . 9 2   0 . 9 2   0 . 9 1   0 . 9 1       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8       C r ed it c a r d   fr a u d   d a ta   a n a lysi s   u s in g   p r o p o s ed   s a mp lin g   a lg o r ith m     ( A ye   A ye   K h in e )   317   T ab le  5 .   An aly s is   r esu lts   o f   en s em b le  m o d el   En se mb l e   M o d e l   N o r mal   F r a u d   P r e c i s i o n   R e c a l l   F1 - S c o r e   P r e c i s i o n   R e c a l l   F1 - S c o r e   W e i g h t e d   A v e r a g e   1   1   1   1   1   1   U n w e i g h t e d   A v e r a g e   1   1   1   1   1   1   U n w e i g h t e d   M a j o r i t y   V o t i n g   1   1   1   1   1   1       T h r esu lts   s h o th at   all  th r e en s em b le  a p p r o a ch es W ei g h ted   a v er ag e,   u n weig h ted   av er ag e,   a n d   u n weig h ted   m ajo r ity   v o tin g ac h iev p er f ec t   s co r es  o f   1 . 0   f o r   b o th   n o r m al  an d   f r a u d u len tr a n s ac tio n s ,   in d icatin g   h ig h   ac cu r ac y   a n d   n o   m is class if icatio n s .   T h en s em b le   m o d els,  d esp i te  th eir   d if f er e n t   m eth o d o l o g ies,  d em o n s tr ate  r o b u s tn ess   an d   r eliab ilit y   in   a cc u r ately   id en tify i n g   tr an s ac ti o n   ca teg o r ies.  T h e   p r o p o s ed   s am p lin g   m eth o d   s ig n if ican tly   im p r o v es  class if icatio n   m etr ics  f o r   in d iv id u al   m o d els,  in clu d in g   C NN,   L STM ,   an d   ML P,  e n h an cin g   p r ec is io n ,   r ec all,   an d   F1 - s co r es  f o r   b o th   n o r m al  an d   f r au d u len t   tr an s ac tio n s .   Ov er all,   th e n s em b le  m o d els,  s u p p o r te d   b y   th s am p lin g   m eth o d ,   d eliv er   o p tim al  p er f o r m an ce   in   f r au d   d etec tio n ,   ef f ec tiv ely   ad d r ess in g   class   im b alan ce   an d   en s u r in g   p r ec is an d   r eliab le   p r ed ictio n s .   T ab le  6   d ep icts   th p e r f o r m an ce   an aly s is   o f   en h an ce d   s am p lin g   with   o th e r   s am p lin g   ap p r o ac h es  f o r   cr ed it  ca r d   d ataset.   T ab le  6   p r esen ts   co m p ar ativ p er f o r m an ce   an aly s is   o f   v ar io u s   s am p lin g   tech n iq u es  ap p lied   to   f r au d   d etec tio n   m o d els,  h ig h lig h tin g   th eir   im p ac o n   p r ec is io n ,   r ec all,   an d   F1 - S co r f o r   b o th   n o r m al  an d   f r au d u len tr an s a ctio n s .   T h p r o p o s ed   en h a n ce d   s am p lin g   m eth o d   s ig n i f ican tly   o u tp er f o r m s   all   o th er s   b y   ac h iev in g   p er f ec s co r es  ( 1 . 0 0 )   ac r o s s   all  m etr ics  f o r   b o th   class es,  ef f ec tiv ely   ad d r ess in g   class   im b alan ce   with o u s ac r if icin g   leg itima te  tr an s ac tio n   ac cu r ac y .   I n   co n tr ast,  m eth o d s   lik u n d er s am p lin g   an d   Nea r Miss   s u f f er   f r o m   e x tr e m ely   lo p r ec is io n   f o r   f r a u d   d etec tio n   ( 0 . 0 4   an d   0 . 0 5 ,   r esp ec tiv ely ) ,   wh ile  SMOT E ,   ADASYN,   an d   T o m ek   L in k s   y ield   m o d er ate  i m p r o v e m en ts   b u s till   f all  s h o r co m p ar ed   t o   th e   en h an ce d   s am p lin g   ap p r o ac h .   T h co n s is ten 1 . 0 0 /1 . 0 0 /1 . 0 0   f o r   th No r m al  class   ac r o s s   m u ltip le  s am p lin g   m eth o d s   is   lar g el y   d u to   th e   e x tr em class   im b alan ce   in   th e   UL B   d ataset,   wh er th e   v ast m ajo r ity   o f   s am p les  b elo n g   t o   th No r m al  class ,   m ak in g   it  ea s y   f o r   m o d els  to   class if y   th em   co r r ec tly .   Ho wev er ,   th is   d o es  n o t   r ef lect  tr u m o d el  r o b u s tn es s ,   as  th m in o r ity   Fra u d   cla s s   r em ain s   ch allen g in g ,   a n d   in   s o m ca s es  th im b alan ce   co m b in ed   with   r esam p lin g   m a y   also   in tr o d u ce   h i d d en   leak ag e   o r   b ias.           T ab le  6 .   Per f o r m a n ce   an aly s i s   r esu lts   with   v ar io u s   s am p lin g   ap p r o ac h es   M o d e l s   N o r mal   F r a u d   P r e c i s i o n   R e c a l l   F1 - S c o r e   P r e c i s i o n   R e c a l l   F1 - S c o r e   O r i g i n a l   U n b a l a n c e d     1   1   1   0 . 9 4   0 . 8 2   0 . 8 7   O v e r sam p l i n g   1   1   1   0 . 9 5   0 . 7 7   0 . 8 5   U n d e r sam p l i n g   1   0 . 9 6   0 . 9 8   0 . 0 4   0 . 9 2   0 . 0 8   S M O TE   1   1   1   0 . 8 4   0 . 8 3   0 . 8 3   A D A S Y N   1   1   1   0 . 8 2   0 . 8 1   0 . 8 1   N e a r M i ss   1   0 . 9 7   0 . 9 8   0 . 0 5   0 . 9 1   0 . 0 9   To me k   Li n k s   1   1   1   0 . 9 3   0 . 8 2   0 . 8 7   En h a n c e d   S a m p l i n g   1   1   1   1   1   1       T ab le  7   p r esen ts   co m p ar ati v p er f o r m an ce   a n aly s is   b etwe en   th p r o p o s ed   en s em b le   m o d el  an d   o th er   s tate - of - th e - ar ap p r o ac h es  u s in g   d if f er e n d atasets .   W h ile  th C NN,   AN N,   an d   R NN  m o d els  r ep o r ted   h ig h   p r ec is io n ,   r ec all,   an d   F 1 - Sco r es  r an g in g   f r o m   0 . 9 1   t o   0 . 9 9 ,   th p r o p o s ed   e n s em b le  m o d el   o f   C NN,   L STM ,   an d   ML o u tp er f o r m ed   all  with   p er f ec s co r es  o f   1 . 0   ac r o s s   all  m etr ics.  T h is   d em o n s tr ates  th ef f ec tiv en ess   o f   th e   en s em b l ap p r o ac h   in   ca p tu r i n g   co m p lex   p atter n s   an d   im p r o v i n g   f r au d   d etec tio n   ac cu r ac y   co m p ar e d   to   in d iv id u al  d ee p   lear n in g   m o d els.       T ab le  7 .   C o m p a r is o n   with   o th er   cu ttin g - e d g tech n iq u es   R e f .   M o d e l   D a t a s e t   P r e c i s i o n   R e c a l l   F1 - S c o r e   [ 7 ]   C N N   C o mm e r c i a l   b a n k   B 2 C   o n l i n e   t r a n s a c t i o n   d a t a   0 . 9 1   0 . 9 4   0 . 9 3   [ 1 3 ]   ANN   C r e d i t   c a r d   f r a u d   d e t e c t i o n   f r o m   K a g g l e   0 . 9 8   0 . 9 7   0 . 9 7   [ 1 5 ]   R N N   B a l a n c e d   s h a r e d   5 5 9 8 5 6 - r e c o r d   K a g g l e   r e p o s i t o r y   0 . 9 8   1   0 . 9 9   P r o p o se d   En se mb l e   mo d e l   En se mb l e   mo d e l   o f   C N N ,   LST M ,   a n d   M LP   C r e d i t   c a r d   f a u l t   d e t e c t i o n   f r o K a g g l e   1   1   1       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   1 6 ,   No .   1 Feb r u ar y   20 2 6 :   3 1 1 - 320   318   T h s tu d y   d e m o n s tr ates  th a in teg r atin g   d ee p   en s em b le  lear n in g   m o d el  with   an   en h an ce d   o v er s am p lin g   tech n iq u ef f e ctiv ely   ad d r ess es  th cr itical   is s u o f   clas s   im b alan ce   in   cr ed it  ca r d   f r au d   d etec tio n .   I n d i v id u al  m o d els  ( C NN,   L STM ,   an d   ML P)  s h o wed   s u b s tan tial  im p r o v em e n ts   in   F1 - S co r f o r   f r au d   d etec tio n   wh en   t r ain ed   with   th p r o p o s ed   s am p lin g   m eth o d r is in g   f r o m   0 . 8 0   to   0 . 9 6   f o r   C NN,   0 . 8 0   t o   0 . 9 4   f o r   L STM ,   an d   0 . 8 1   to   0 . 9 1   f o r   ML P.  T h e n s em b le  s tr ateg ies weig h ted   av er ag e ,   u n weig h ted   a v er ag e ,   an d   m aj o r ity   v o tin g ac h ie v ed   p er f ec s co r es  ( 1 . 0 0   p r ec i s io n ,   r ec all,   a n d   F1 - S co r e)   f o r   b o th   f r au d   an d   n o r m al  class es,  o u tp e r f o r m in g   in d iv id u al  m o d els.  C o m p ar e d   to   tr a d itio n al  s am p lin g   tech n i q u es  lik SMOT E ,   ADASYN,   an d   Nea r Miss ,   th p r o p o s ed   en h an ce d   s am p lin g   alg o r ith m   d em o n s tr ated   s u p er i o r   ef f ec tiv en ess   b y   ac h iev in g   p er f ec t   class if icatio n   m etr ics.  T h ese  f in d in g s   c o n f ir m   th at   th p r o p o s ed   a p p r o a ch   o f f er s   a   h ig h l y   ac cu r ate,   b alan ce d ,   an d   r eliab l f r au d   d etec tio n   s y s tem ,   s u r p ass in g   ex is tin g   s tate - of - th e - ar t   tech n iq u es .       5.   CO NCLU SI O N   W ith   th u s o f   th p r o p o s ed   s am p lin g   s tr ateg y ,   co m p a r ativ s tu d y   o f   cr ed it  ca r d   f r au d   d etec tio n   u s in g   C NN,   L STM ,   ML P,  an d   th eir   en s em b le  m o d el  o n   th cr ed it  ca r d   d ataset  p r o v id es  cr u cial  in s ig h ts   in to   h o ef f ec tiv ely   th ese  m o d el s   h an d le  u n b alan ce d   d ata.   T h p r o p o s ed   s am p lin g   ap p r o ac h   s ig n if ican tly   m itig ates  th is s u o f   class   im b alan ce ,   lea d in g   to   m ea s u r a b le  g ain s   i n   F1 - S co r e,   p r ec is io n ,   a n d   r ec all  ac r o s s   all  m o d els.  Am o n g   th in d iv i d u al  m o d els,  L STM   ex ce lled   in   ca p tu r in g   tem p o r al  p atter n s   with in   tr an s ac tio n   d ata,   m ak in g   it  p ar ticu lar l y   ef f ec tiv f o r   f r au d   d etec tio n ,   w h ile  C NN  d em o n s tr ated   s tr o n g   f ea tu r e x tr ac tio n   ca p ab ilit ies,  an d   ML p r o v i d ed   s tr aig h tf o r war d   y et  e f f ec tiv ap p r o ac h .   T h e n s em b le  m o d el  f u r th er   am p lifie d   th ese  s tr en g t h s ,   ac h iev in g   s u p er io r   p er f o r m an ce   th r o u g h   t h co m b in ed   ad v a n tag es  o f   all  th r ee   m o d els.  T h r esu lts   h ig h lig h s u b s tan tial  im p r o v em en ts ,   p ar ticu lar ly   in   r ec all  an d   F1 - S co r f o r   f r au d   d etec tio n ,   wh en   th e   p r o p o s ed   s am p lin g   m eth o d   is   ap p lied .   W ith o u th is   m eth o d ,   th m o d els  s tr u g g led   with   im b alan ce s ,   esp ec ially   i n   r ec all  f o r   f r a u d u len t   ca s es.  Ho w ev er ,   t h p r o p o s ed   s am p lin g   tech n iq u e   en ab le d   co n s is ten an d   s ig n if ican t   p er f o r m an ce   g ain s   ac r o s s   all  m o d els,  with   th en s em b le  m o d el  ac h iev in g   t h b est   o v er all  r esu lts   d u to   its   ab ilit y   to   lev er ag th e   co m p lem e n tar y   s tr en g th s   o f   C NN,   L STM ,   an d   ML P.  T h ese   f in d in g s   u n d e r s co r th v al u e   o f   th e n s em b le  a p p r o ac h   a n d   th e   p r o p o s ed   s am p lin g   s tr ateg y   in   im p r o v in g   class if icatio n   ac cu r ac y   f o r   b o th   n o r m al  an d   f r a u d u len t   in s tan ce s .   Fu tu r r esear c h   co u l d   f o cu s   o n   r e f in in g   th e   s am p lin g   alg o r ith m   f u r th er   an d   ex ten d i n g   its   ap p licatio n   t o   o th er   ty p es  o f   f r a u d   a n d   d i v er s d atasets .       ACK NO WL E DG M E N T   W wo u ld   lik to   ex p r ess   our   s in ce r g r atitu d to   all  in s tr u cto r s ,   co lleag u es,  an d   in s titu tio n s   wh o s g u id an ce   an d   s u p p o r g r ea tly   co n tr ib u ted   to   th s u cc ess f u co m p letio n   o f   th is   r esear ch .   W ar e   also   th an k f u to   our   f am ily   an d   f r ie n d s   f o r   th eir   co n tin u o u s   en c o u r a g em en t th r o u g h o u t t h s tu d y .       F UNDING   I NF O R M A T I O   Au th o r s   s tate  n o   f u n d in g   in v o lv ed .       AUTHO CO NT RI B UT I O NS ST A T E M E N T     T h is   jo u r n al  u s es  th C o n tr ib u to r   R o les  T ax o n o m y   ( C R ed iT)   to   r ec o g n ize  in d iv id u al  au th o r   co n tr ib u tio n s ,   r ed u ce   au th o r s h ip   d is p u tes,  an d   f ac ilit ate  co llab o r atio n .     Na m o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   Ay Ay Kh in e                               Z in   T h u   T h u   My i n t                                 C     C o n c e p t u a l i z a t i o n   M     M e t h o d o l o g y   So     So f t w a r e   Va     Va l i d a t i o n   Fo     Fo r mal   a n a l y s i s   I     I n v e s t i g a t i o n   R     R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi     Vi su a l i z a t i o n   Su     Su p e r v i s i o n   P     P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu     Fu n d i n g   a c q u i si t i o n         CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT     T o   en s u r f ai r   an d   o b jectiv e   d ec is io n - m ak in g ,   au t h o r s   m u s d ec lar an y   ass o ciatio n s   t h at  p o s co n f lict  o f   in ter est  ( f i n an cial ,   p er s o n al,   o r   p r o f ess io n al)   in   co n n ec tio n   with   m an u s cr i p ts .   No n - f in a n cial  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8       C r ed it c a r d   fr a u d   d a ta   a n a lysi s   u s in g   p r o p o s ed   s a mp lin g   a lg o r ith m     ( A ye   A ye   K h in e )   319   co m p etin g   in ter ests   in clu d e   d ec lar atio n   o f   p o liti ca l,  p er s o n al,   r elig io u s ,   id eo lo g ical,   ac ad em ic,   an d   in tellectu al  co m p etin g   in ter est s .   T h a u th o r s   d ec lar e   th at  t h e y   h a v n o   k n o w n   c o m p etin g   f i n an cial  in ter ests   o r   p er s o n al  r elatio n s h ip s   th at  co u ld   h av ap p ea r ed   to   in f l u en c th wo r k   r ep o r ted   in   th is   p ap er .   I f   th er ar n o   co n f licts   o f   in ter est,  p lease  in c lu d th f o llo win g   au t h o r ' s   s ta tem en t: Au th o r s   s tate  n o   co n f l ict  o f   in ter est.       I NF O RM E CO NS E N T     No t A p p licab le .       E T H I CAL AP P RO V AL     T h is   s tu d y   d id   n o in v o lv an y   ex p er im en ts   o n   h u m an s   o r   an im als,  an d   all  p r o ce d u r es  co m p lied   with   in s titu tio n al  an d   i n ter n atio n al   eth ical  g u id elin es.  As  th r esear ch   was  co n d u cted   u s in g   p u b licly   av ailab le   d atasets ,   n o   ad d itio n al  eth ical  ap p r o v al  was r eq u ir e d .       DATA AV AI L AB I L I T Y   Pu b licly   av ailab le  d atasets   we r an aly ze d   in   th is   s tu d y .   T h is   d ata  ca n   b f o u n d   h er e:  Kag g le,   “Cre d it  ca r d   f r au d   d etec tio n . ”  2 0 2 5 ,   [ On lin e] .   Av ailab le:  h ttp s : //w w w . ka g g le. co m/d a ta s ets/ mlg - u lb /cred itca r d fr a u d [ Acc ess ed : O ct.   5 ,   2 0 2 4 ].       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   M .   Ja b e e n ,   S .   R a mz a n ,   A .   R a z a ,   N .   L.   F i t r i y a n i ,   M .   S y a f r u d i n ,   a n d   S .   W .   Le e ,   E n h a n c e d   c r e d i t   c a r d   f r a u d   d e t e c t i o n   u si n g   d e e p   h y b r i d   C LST   mo d e l ,   M a t h e m a t i c s ,   v o l .   1 3 ,   n o .   1 2 ,   p .   1 9 5 0 ,   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / mat h 1 3 1 2 1 9 5 0 .   [ 2 ]   F .   Z.   El   H l o u l i ,   J.  R i f f i ,   M .   A .   M a h r a z ,   A .   Y a h y a o u y ,   K .   E l   F a z a z y ,   a n d   H .   Ta i r i ,   C r e d i t   c a r d   f r a u d   d e t e c t i o n :   A d d r e ssi n g   i mb a l a n c e d   d a t a se t w i t h   a   mu l t i - p h a se  a p p r o a c h ,   S N   C o m p u t e S c i e n c e ,   v o l .   5 ,   n o .   1 ,   p .   1 7 3 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s4 2 9 7 9 - 023 - 0 2 5 5 9 - 6.   [ 3 ]   E.   I l e b e r i   a n d   Y .   S u n ,   A   h y b r i d   d e e p   l e a r n i n g   e n se mb l e   mo d e l   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 ,   I EEE   Ac c e ss ,   v o l .   1 2 ,     p p .   1 7 5 8 2 9 1 7 5 8 3 8 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 4 . 3 5 0 2 5 4 2 .   [ 4 ]   I .   D .   M i e n y e   a n d   Y .   S u n ,   A   ma c h i n e   l e a r n i n g   me t h o d   w i t h   h y b r i d   f e a t u r e   se l e c t i o n   f o r   i mp r o v e d   c r e d i t   c a r d   f r a u d   d e t e c t i o n ,   Ap p l i e d   S c i e n c e s   ( S w i t zer l a n d ) ,   v o l .   1 3 ,   n o .   1 2 ,   p .   7 2 5 4 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / a p p 1 3 1 2 7 2 5 4 .   [ 5 ]   M .   S e e r a ,   C .   P .   Li m ,   A .   K u m a r ,   L .   D h a m o t h a r a n ,   a n d   K .   H .   T a n ,   A n   i n t e l l i g e n t   p a y m e n t   c a r d   f r a u d   d e t e c t i o n   s y st e m,”   A n n a l s o f   O p e r a t i o n Re se a r c h ,   v o l .   3 3 4 ,   n o .   1 3 ,   p p .   4 4 5 4 6 7 ,   M a r .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 1 0 4 7 9 - 0 2 1 - 0 4 1 4 9 - 2.   [ 6 ]   M .   A b d u l   S a l a m,   K .   M .   F o u a d ,   D .   L.   El b a b l y ,   a n d   S .   M .   El s a y e d ,   F e d e r a t e d   l e a r n i n g   m o d e l   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   w i t h   d a t a   b a l a n c i n g   t e c h n i q u e s,”   N e u r a l   C o m p u t i n g   a n d   A p p l i c a t i o n s ,   v o l .   3 6 ,   n o .   1 1 ,   p p .   6 2 3 1 6 2 5 6 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s0 0 5 2 1 - 023 - 0 9 4 1 0 - 2.   [ 7 ]   C .   Y u ,   Y .   X u ,   J.  C a o ,   Y .   Zh a n g ,   Y .   Ji n ,   a n d   M .   Zh u ,   C r e d i t   c a r d   f r a u d   d e t e c t i o n   u s i n g   a d v a n c e d   t r a n sf o r mer  m o d e l ,   i n   Pro c e e d i n g s   -   2 0 2 4   I EEE   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   Me t a v e rs e   C o m p u t i n g ,   N e t w o rk i n g ,   a n d   A p p l i c a t i o n s,   M e t a C o m   2 0 2 4 2 0 2 4 ,   p p .   3 4 3 3 5 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / M e t a C o m6 2 9 2 0 . 2 0 2 4 . 0 0 0 6 4 .   [ 8 ]   N .   Th a l j i ,   A .   R a z a ,   M .   S .   I sl a m,  N .   A .   S a mee ,   a n d   M .   M .   Ja mj o o m,  A E - N e t :   N o v e l   a u t o e n c o d e r - b a se d   d e e p   f e a t u r e f o r   S Q L   i n j e c t i o n   a t t a c k   d e t e c t i o n ,   I EE A c c e ss ,   v o l .   1 1 ,   p p .   1 3 5 5 0 7 1 3 5 5 1 6 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 3 . 3 3 3 7 6 4 5 .   [ 9 ]   Y .   M u r u g a n ,   M .   V i j a y a l a k sh m i ,   L .   S e l v a r a j ,   a n d   S .   B a l a r a m a n ,   C r e d i t   c a r d   f r a u d   d e t e c t i o n   sy s t e m   u si n g   C N N ,   L e c t u re   N o t e s   i n   N e t w o rks  a n d   S y st e m s ,   v o l .   3 4 0   LN N S ,   n o .   3 ,   p p .   1 9 4 2 0 4 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 3 - 030 - 9 4 5 0 7 - 7 _ 1 9 .   [ 1 0 ]   J.  W a n g ,   W .   Li u ,   Y .   K o u ,   D .   X i a o ,   X .   W a n g ,   a n d   X .   Ta n g ,   A p p r o x - S M O TE  f e d e r a t e d   l e a r n i n g   c r e d i t   c a r d   f r a u d   d e t e c t i o n   sy st e m,   i n   Pro c e e d i n g s   -   I n t e r n a t i o n a l   C o m p u t e r   S o f t w a re   a n d   A p p l i c a t i o n s   C o n f e r e n c e ,   2 0 2 3 ,   v o l .   2 0 2 3 - Ju n e ,   p p .   1 3 7 0 1 3 7 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / C O M P S A C 5 7 7 0 0 . 2 0 2 3 . 0 0 2 0 8 .   [ 1 1 ]   I .   V e j a l l a ,   S .   P .   B a t t u l a ,   K .   K a l l u r i ,   a n d   H .   K .   K a l l u r i ,   C r e d i t   c a r d   f r a u d   d e t e c t i o n   u si n g   mac h i n e   l e a r n i n g   t e c h n i q u e s,”   i n   2 0 2 3   2 n d   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   P a ra d i g m   S h i f t i n   C o m m u n i c a t i o n s   Em b e d d e d   S y s t e m s ,   M a c h i n e   L e a r n i n g   a n d   S i g n a l   Pro c e ssi n g ,   PC E M S   2 0 2 3 ,   2 0 2 3 ,   p p .   1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / P C E M S 5 8 4 9 1 . 2 0 2 3 . 1 0 1 3 6 0 4 0 .   [ 1 2 ]   P .   Y a d l a p a l l i ,   P .   S r i v a t sa l ,   N .   P o l i m e r a ,   a n d   M .   S r i n i v a s,   C r e d i t   c a r d   f r a u d   d e t e c t i o n   u si n g   ma c h i n e   l e a r n i n g   a l g o r i t h ms  a n d   a r t i f i c i a l   n e u r a l   n e t w o r k ,   i n   2 0 2 5   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   Art i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e   a n d   D a t a   E n g i n e e ri n g ,   AI D 2 0 2 5   -   Pro c e e d i n g s ,   2 0 2 5 ,   p p .   5 3 9 5 4 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A I D E6 4 2 2 8 . 2 0 2 5 . 1 0 9 8 7 5 3 7 .   [ 1 3 ]   P .   K .   Z o r i o n ,   L .   S a c h a n ,   R .   C h h a b r a ,   V .   P a n d e y ,   a n d   D .   H .   F a t i m a ,   C r e d i t   c a r d   f i n a n c i a l   f r a u d   d e t e c t i o n   u si n g   d e e p   l e a r n i n g , ”  S S RN   El e c t ro n i c   J o u r n a l ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 2 1 3 9 / ssr n . 4 6 2 9 0 9 3 .   [ 1 4 ]   K .   R . V . ,   S .   G a n e s h ,   M .   D ,   B .   G . R . ,   a n d   M .   T h i r u v e n g a d a m,   C r e d i t   c a r d   f r a u d   d a t a   a n a l y si s   a n d   p r e d i c t i o n   u s i n g   ma c h i n e   l e a r n i n g   a l g o r i t h ms,”   S e c u ri t y   a n d   Pr i v a c y ,   v o l .   8 ,   n o .   3 ,   p .   e 7 0 0 4 3 ,   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 2 / sp y 2 . 7 0 0 4 3 .   [ 1 5 ]   E. - S .   M .   El - K e n a w y ,   C r e d i t   c a r d   f r a u d   d e t e c t i o n   b a se d   o n   d e e p   l e a r n i n g   mo d e l s ,   Me s o p o t a m i a n   J o u r n a l   o f   C o m p u t e S c i e n c e v o l .   2 0 2 4 ,   p p .   2 0 4 2 1 3 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 5 8 4 9 6 / M JC S C / 2 0 2 4 / 0 1 6 .   [ 1 6 ]   R .   K .   G u p t a   e t   a l . ,   E n h a n c e d   f r a m e w o r k   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   u si n g   r o b u st   f e a t u r e   s e l e c t i o n   a n d   a   s t a c k i n g   e n se mb l e   mo d e l   a p p r o a c h ,   Re s u l t i n   E n g i n e e r i n g ,   v o l .   2 6 ,   p .   1 0 5 0 8 4 ,   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . r i n e n g . 2 0 2 5 . 1 0 5 0 8 4 .   [ 1 7 ]   P .   S u n d a r a v a d i v e l ,   R .   A .   I saa c ,   D .   El a n g o v a n ,   D .   K r i sh n a R a j ,   V .   V .   L.   R a h u l ,   a n d   R .   R a j a ,   O p t i mi z i n g   c r e d i t   c a r d   f r a u d   d e t e c t i o n   w i t h   r a n d o f o r e st a n d   S M O TE,   S c i e n t i f i c   Re p o rt s ,   v o l .   1 5 ,   n o .   1 ,   p .   1 7 8 5 1 ,   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / s 4 1 5 9 8 - 025 - 0 0 8 7 3 - y.   [ 1 8 ]   A .   P .   L o p e s,  S .   P a r sh i o n i k a r ,   A .   K a l e ,   N .   S h a r ma ,   a n d   A .   A .   V a r g h e s e ,   A   c o m p a r a t i v e   st u d y   o f   d e e p   l e a r n i n g   t e c h n i q u e 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 ,   i n   2 0 2 1   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   A d v a n c e s   i n   C o m p u t i n g ,   C o m m u n i c a t i o n ,   a n d   C o n t r o l   ( I C AC 3 ) 2 0 2 1 ,   p p .   1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C A C 3 5 3 6 4 2 . 2 0 2 1 . 9 6 9 7 2 0 5 .   [ 1 9 ]   T.   P o u r h a b i b i ,   K .   L.   O n g ,   B .   H .   K a m,  a n d   Y .   L .   B o o ,   F r a u d   d e t e c t i o n :   A   sy st e ma t i c   l i t e r a t u r e   r e v i e w   o f   g r a p h - b a s e d   a n o m a l y   d e t e c t i o n   a p p r o a c h e s,   D e c i s i o n   S u p p o rt   S y st e m s ,   v o l .   1 3 3 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . d ss. 2 0 2 0 . 1 1 3 3 0 3 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   1 6 ,   No .   1 Feb r u ar y   20 2 6 :   3 1 1 - 320   320   [ 2 0 ]   A .   R B   a n d   S .   K .   K 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   u s i n g   a r t i f i c i a l   n e u r a l   n e t w o r k ,   G l o b a l   T ra n si t i o n Pro c e e d i n g s ,   v o l .   2 ,   n o .   1 ,   p p .   3 5 4 1 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . g l t p . 2 0 2 1 . 0 1 . 0 0 6 .   [ 2 1 ]   K .   Y a mi n i ,   V .   A n i t h a ,   S .   P o l e p a k a ,   R .   C h a u h a n ,   Y .   V a r s h n e y ,   a n d   M .   S i n g h ,   A n   i n t e l l i g e n t   me t h o d   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   u s i n g   i mp r o v e d   C N N   a n d   e x t r e me  l e a r n i n g   ma c h i n e ,   i n   2 0 2 3   8 t h   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   C o m m u n i c a t i o n   a n d   El e c t r o n i c s   S y st e m s (I C C E S ) ,   2 0 2 3 ,   p p .   8 1 0 8 1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C C ES 5 7 2 2 4 . 2 0 2 3 . 1 0 1 9 2 7 7 4 .   [ 2 2 ]   S .   N e g i ,   S .   K .   D a s,  a n d   R .   B o d h ,   C r e d i t   c a r d   f r a u d   d e t e c t i o n   u s i n g   d e e p   a n d   m a c h i n e   l e a r n i n g ,   i n   2 0 2 2   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   A p p l i e d   Ar t i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e   a n d   C o m p u t i n g   ( I C A AI C ) ,   2 0 2 2 ,   p p .   4 5 5 4 6 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C A A I C 5 3 9 2 9 . 2 0 2 2 . 9 7 9 2 9 4 1 .   [ 2 3 ]   J.  B r o w n l e e ,   A   g e n t l e   i n t r o d u c t i o n   t o   t r a n sf e r   l e a r n i n g   f o r   d e e p   l e a r n i n g ,   Ma c h i n e   L e a r n i n g   M a s t e ry ,   2 0 1 7 .   [ 2 4 ]   M a c h i n e   L e a r n i n g   G r o u p   -   U L B ,   C r e d i t   c a r d   f r a u d   d e t e c t i o n ,   K a g g l e ,   2 0 2 5 .   h t t p s : / / w w w . k a g g l e . c o m / d a t a se t s/ m l g - u l b / c r e d i t c a r d f r a u d   ( a c c e sse d   O c t .   0 5 ,   2 0 2 4 ) .   [ 2 5 ]   J.  H a n ,   M .   K a m b e r ,   a n d   J.  P e i ,   D a t a   m i n i n g :   C o n c e p t a n d   t e c h n i q u e s ,   3 r d   Ed i t i o .   E l se v i e r ,   2 0 1 1 .       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS       Ay e   Ay e   K h in e           is  a n   a c c o m p li sh e d   As so c iate   P r o fe ss o r   a IM CEIT S   a In fo rm a ti o n   C o m m u n ica ti o n   Te c h n o l o g y   Re se a rc h   Ce n ter .   S h e   h o ld a   M . I. S c   fro m   t h e   Un iv e rsity   o C o m p u ter  S t u d ies   Ya n g o n ,   wh e re   sh e   s p e c ialize d   i n   a d v a n c e d   re se a rc h   with i n   h e field .   He a re a o e x p e rti se   i n c lu d e   Ja v a   p r o g ra m m in g ,   Ora c le  DB,  d a ta  sc ien c e ,   a n d   d e e p   lea rn in g .   S h e   c a n   b e   c o n tac ted   h e at   e m a il a y e k h i n e 7 1 @ g m a il . c o m .         Zin   Th u   Th u   My in t           is  a n   a c c o m p li sh e d   As so c iate   P ro fe ss o r   a th e   F a c u lt y   o In fo rm a ti o n   S c ien c e   a th e   Un i v e rsity   o C o m p u ter  S tu d ies ,   Ya n g o n .   S h e   h o ld a   P h . D.  fr o m   th e   Un iv e rsit y   o f   Tec h n o lo g y   ( Ya d a n a p o n   Cy b e Cit y ),   wh e re   sh e   sp e c ialize d   in   a d v a n c e d   re se a rc h   with in   h e fiel d .   He a re a o e x p e rti se   i n c lu d e   se m a n ti c   wo r d   p ro c e ss in g ,   d a ta   sc ien c e ,   a n d   c y b e rse c u rit y .   S h e   c a n   b e   c o n tac ted   at   e m a il z in t h u t h u m y in t@ u c sy . e d u . m m .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.