【連続系】MATLAB、Pythonで株価予測 その84【フーリエ変換㉑】

バックナンバーはこちら。
https://www.simulationroom999.com/blog/stock-predict-matlabpython-backnumber/

はじめに
登場人物
個別株チャート 8.4[Hz]から11.8[Hz]を抽出した上での極値特定 Python(Numpy)版
コード
コード見ての感想
まとめ

はじめに

前回は、個別株チャート 8.4[Hz]から11.8[Hz]を抽出した上での極値特定 MATLAB版動作確認実施。
波形、極大値、極小値特定はすべてOK。

(めんどくさいが)これのPython版を作成する。

登場人物

博識フクロウのフクさん

イラストACにて公開の「kino_k」さんのイラストを使用しています。
https://www.ac-illust.com/main/profile.php?id=iKciwKA9&area=1

エンジニア歴8年の太郎くん

イラストACにて公開の「しのみ」さんのイラストを使用しています。
https://www.ac-illust.com/main/profile.php?id=uCKphAW2&area=1

個別株チャート 8.4[Hz]から11.8[Hz]を抽出した上での極値特定 Python(Numpy)版

フクさん

前回はMATLABによる個別株チャートの極大値、極小値の特定までできた。
というわけで今回は、これのPython(Numpy)版だな。

太郎くん

こ、これも
い、一応作って来た。

フクさん

特に問題は無いと思って良いかな？

太郎くん

そうだねー。
MATLABと同じく、過去のコードを組み合わせで作ってるから大丈夫だとは思うんだけど。
一応、簡単な動確まではやったし。

フクさん

なら、おおよそ問題は無いと思って良いだろう。

コード

太郎くん

実際のコードはこれになるよ。

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

VTI=np.loadtxt('VTI3.csv',delimiter=',') # 変換用波形読み込み
N=len(VTI)
L=N/2
x=np.linspace(-L,L-1,N)
ft=VTI-np.mean(VTI)

fig = plt.figure()

# 変換前波形
ax1 = fig.add_subplot(5, 1, 1)
ax1.plot(x,ft)
ax1.set_title('f(t)')
ax1.grid()

# FFT後にローテーション
Fw=np.fft.fft(ft)
Fw_tmp = np.roll(Fw,int(L))
ax2 = fig.add_subplot(5, 1, 2)
mask = (-50<=x) & (x<=50)
ax2.plot(x[mask],np.abs(Fw_tmp[mask]))
ax2.set_title(r'$F(\omega)$')
ax2.grid()

# 拡大
ax3 = fig.add_subplot(5, 1, 3)
mask = (0<=x) & (x<=10)
ax3.plot(x[mask],np.abs(Fw_tmp[mask]))
ax3.set_title(r'$F(\omega)$ expansion')
ax3.grid()

# 特定周波数のみ抽出
Fw_Filter=Fw_tmp;
Hz = 4;
Low = Hz-2.1;
High = Hz+2.1;
Fw_Filter[ ((0 <= np.abs(x)) & (np.abs(x) < Low)) | (High < np.abs(x))]=0;

ax4 = fig.add_subplot(5, 1, 4)
mask = (-10<=x) & (x<=10);
ax4.plot(x[mask],np.abs(Fw_Filter[mask]))
ax4.set_title(r'$F(\omega)$ Filter')
ax4.grid()

# IFFT前にローテーション
fx=np.fft.ifft(np.roll(Fw_Filter,int(L)))
ax5 = fig.add_subplot(5, 1, 5)
ax5.plot(fx.real)
max_fx=np.max(fx.real)
max_ft=np.max(ft)
ax5.plot(ft*(max_fx/max_ft))
ax5.set_title('f(x)')
ax5.grid()

# 極大値、極小値特定
maxima = np.zeros(N)
minima = np.zeros(N)
fxTmp=fx[0]
mode = 0
for i in range(1,N):
    if mode == 0:
        if fx[i]>fxTmp:
            minima[i]=ft[i]*(max_fx/max_ft)
            mode = 1
        fxTmp=fx[i]
    if mode == 1:
        if fx[i]<fxTmp:
            maxima[i]=ft[i]*(max_fx/max_ft)
            mode = 0
        fxTmp=fx[i];

maxima[maxima==0]=np.nan # 極大値だけを残す
minima[minima==0]=np.nan # 極小値だけを残す
ax5.plot(maxima,'ro')  # 極大値をplot
ax5.plot(minima,'bo')  # 極大値をplot
maxima_index=np.where(~np.isnan(maxima))
minima_index=np.where(~np.isnan(minima))
print('maxima_index:', end='')
print(maxima_index)
print('minima_index:', end='')
print(minima_index)
VTImaxima=VTI[maxima_index] # 極大値要素のみ抽出
VTIminima=VTI[minima_index] # 極大値要素のみ抽出

print('VTI maxima value:', end='')
print(np.round(VTImaxima*127)) # $1=\127
print('VTI minima value:', end='')
print(np.round(VTIminima*127)) # $1=\127

plt.show()

コード見ての感想

太郎くん

まぁMATLABと流れは合わしてるし、
使用する変数も列ベクトル、行ベクトルではなく、ベクトルに統一してされていたから、
コードのコピペ＆結合もほぼ苦労は無かったかな。

フクさん

まぁ実験コードだから、そういった調整無視で作るのも良いのだが、
なんだかんだで使いまわすことになるからな。
統一し易い構造ってのを先に考えておいた方が、その分、楽ができるってことだな。

太郎くん

そうだよねー。
パッと作った方が楽な気がするけど、
細かく刻んで動確していったりすることを想定すると、
どう刻んでいくかを考えた上でコードを起こさないと結局楽ができないもんね。

フクさん

というわけで、次回は動作確認。

太郎くん

(きっと今回でコーディングするのは終わりのはずだ・・・はずだ・・・。)

まとめ

フクさん

まとめだよ。

個別株チャート 8.4[Hz]から11.8[Hz]を抽出した上での極値特定 Python(Numpy)版を作成。
- 過去コードを元にコピペ&結合。
  - 実験コードであっても、先にロードマップを決めておくと、コード構成が決め易い。
  - これにより、トータルでは楽ができるコード構成にすることも可能。

バックナンバーはこちら。