作者 小左


换言之,就是将序列本身作为输入,下一时刻作为输出,模型表达的是序列的联合概率分布。有兴趣的可以将其改写为判别模型。



本文将使用卷积神经网络(CNN)用于时间序列预测。区别于图像处理(二维卷积如图所示)


pytorch RNN 股价 pytorch 股票预测_时间序列


CNN用于序列预测时使用的是一维卷积,也就是我们熟悉的离散序列的卷积和,具体公式可以表示为:


已知序列

a={a0,a1,a2,…,am},L(a)=m+1

b={b0,b1,b2,…,bk},L(b)=k+1

用a*b表示a与b卷积后得到的一个新序列。


卷积公式


记a*b中第n个元素为(a*b)n,则

(a*b)n=a0bn + a1bn-1 +…+an-1b+anb0=∑akbn-k

L(a*b)=L(a)+L(b)-1



对序列做卷积,就是找到一个窗口大小为kernel_size的序列,与原序列做卷积(上述卷积公式)得到新的序列表达,一般卷积网络中还包括池化操作,就是对卷积提取的特征进行筛选得到最有用的特征,采用max-pooling方法比较多。本文使用两层卷积加两次max-pooling的卷积网络,具体模型如下:


C1表示卷积操作1

S2表示max-pooling

C3表示卷积操作2

S4表示max-pooling

最后再接一层全连接层输出

 

使用Pytorch构造网络模型如下:


pytorch RNN 股价 pytorch 股票预测_时间序列_02

数据沿用


pytorch RNN 股价 pytorch 股票预测_pytorch RNN 股价_03



模型定义:


pytorch RNN 股价 pytorch 股票预测_时间序列_04

模型训练测试:


pytorch RNN 股价 pytorch 股票预测_pytorch RNN 股价_05

模型结果:


pytorch RNN 股价 pytorch 股票预测_时间序列_06

结果图如下:


pytorch RNN 股价 pytorch 股票预测_pytorch RNN 股价_07