TensorFlow-Bitcoin-Robot:一個基于 TensorFlow LSTM 的 Bi

Mertens 發布于2019-07-30 14:29 / 2523人閱讀

摘要：對于以比特幣為首的數字貨幣近期的表現，只能用瘋狂來形容。比特幣的成交記錄就是事件序列上的加個數據，可以基于過去的成交記錄序列來對未來的價格作出預測，和的模型比較合適。最后采用了，用爬取，它包含比特幣的個交易記錄。

簡介

TensorFlow-Bitcoin-Robot:一個基于 TensorFlow LSTM 模型的 Bitcoin 價格預測機器人。

文章包括一下幾個部分：
1.為什么要嘗試做這個項目？
2.為什么選取了這個模型？
3.模型的數據從哪里來？
4.模型的優化過程？
5.項目可以進一步提升的方向。

對于以比特幣為首的數字貨幣近期的表現，只能用瘋狂來形容。來自比特幣交易平臺的最新價格行情顯示，就在此前一天，比特幣盤中最高價格達到29838.5元，距離3萬元大關僅有咫尺之遙。比特幣最近火熱的行情，吸引了眾多的關注，還有一個人工智能似乎無所不能，那么問題來了，能否用人工智能來進行比特幣交易呢？

使用什么模型來進行價格預測？現在熱門的深度神經網絡，卷積神經網絡，循環神經網絡，因為卷積神經網絡更適合處理圖片，循環神經網絡比較適合處理序列化內容，尤其是 LSTM 是 RNN 的升級版。

LSTM（Long Short-Term Memory）是長短期記憶網絡，是一種時間遞歸神經網絡，適合于處理和預測時間序列中間隔和延遲相對較長的重要事件。LSTM 已經在科技領域有了多種應用。基于 LSTM 的系統可以學習翻譯語言、控制機器人、圖像分析、文檔摘要、語音識別圖像識別、手寫識別、控制聊天機器人、預測疾病、點擊率和股票、合成音樂等等任務。比特幣的成交記錄就是事件序列上的加個數據，可以基于過去的成交記錄序列來對未來的價格作出預測，和 LSTM 的模型比較合適。接下來的價格可以作為預測結果。

數據集

新的問題來了，數據從哪里來？
需要的數據是一個包含成交價格的序列，然后可以截取一部分作為輸入值，接下來的一部分作為預測值。后來找了一下，主流的交易平臺都提供了部分歷史數據，但都不是很多。最后采用了 btctrade ，用 requests 爬取，它包含比特幣的 50 個交易記錄。

獲取數據集的腳本
get_trades.py 會獲取這些交易記錄，重新轉化為 json ,并且用圖片的方式展示出來,供下一步數據分析使用。

運行前需要安裝的依賴：
為了爬取數據，需要使用 requests 庫，一個非常好用的 HTTP 庫。為了把交易的數據可視化，使用了 matplotlib。

pip install requests
pip install matplotlib

模型

rnn_predicter.py

使用 LSMT 模型。截取 10個交易記錄作為輸入，如果第 11個價格比第10個高，就把輸出設置為 [1,0,0]，如果低就設置為 [0,0,1] ，如果相同 [0,1,0]。

for i in range(0,20):
    #print(price)
    one_predictor=np.array(price[i:i+20],dtype=float)
    #print(one_predictor)
    train_x.append(one_predictor)
    if(int(price[i+20])>int(price[i+21])):
        train_y.append(np.array([1,0,0]))
    elif (int(price[i + 20]) == int(price[i + 21])):
        train_y.append(np.array([0,1,0]))
    elif(int(price[i+20])
下一步定義模型：
tensorflow lstm 模型，需要把 tensor 拆分成序列，然后傳入模型。否則回報錯，也就是代碼中的 x = tf.unstack(x, n_steps, 1) 。
def RNN(x, weights, biases):
    #首先把數據拆分為 n 個序列，每一個的維度 (batch_size, n_input)
    x = tf.unstack(x, n_steps, 1)

    # 定一個 lstm cell
    lstm_cell = rnn.BasicLSTMCell(n_hidden, forget_bias=1.0)

    # 獲得 lstm 的輸出
    outputs, states = rnn.static_rnn(lstm_cell, x, dtype=tf.float32)
    # 加個線性激活
    return tf.matmul(outputs[-1], weights["out"]) + biases["out"]
獲得結果，定義損失函數和優化函數
如何優化模型？
預測值獲取之后，對比實際的價格，會有一個損失函數。損失函數使用 softmax_cross_entropy_with_logits 來計算預測值和標記值的差，然后用 AdamOptimizer 來優化損失函數優化模型。
pred = RNN(x, weights, biases)
# Define loss and optimizer
cost = tf.reduce_mean(tf.nn.softmax_cross_entropy_with_logits(logits=pred, labels=y))
optimizer = tf.train.AdamOptimizer(learning_rate=learning_rate).minimize(cost)

# Evaluate model
correct_pred = tf.equal(tf.argmax(pred,1), tf.argmax(y,1))
accuracy = tf.reduce_mean(tf.cast(correct_pred, tf.float32))
項目開源地址和訓練結果
https://github.com/TensorFlow...
訓練設備：
GeForce GTX 980 Ti 
訓練結果：
Iter 998000, Minibatch Loss= 0.730588, Training Accuracy= 0.75000 Optimization Finished!
后續更新發布
http://www.tensorflownews.com/
更新計劃
因為交易平臺提供的歷史交易記錄非常少，所以為了進一步提高訓練效果，后續要持續的自己保存歷史交易數據或者是找到更好的數據來源。還有一個方面是，模型訓練完了之后，保存下來，后續可以直接使用。還有針對模型本身還可以做一定的優化，現在只是預測，漲，跌，維持，后續可以進行更加精細的評分，按照歷史數據進行回測等等。
模型持久化，訓練數據集持久化，測試數據集。

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