Hisse Senedi Tahmininde Karşılaşılan Veri Dengesizliği Problemi için Yeni Bir Kural Tabanlı Yaklaşım ve 2D-CNN Modeli

Bu çalışmada literatürdeki borsa tahmini kapsamında son yıllarda yapılan çalışmalar detaylı bir şekilde incelenmiştir. İncelenen çalışmalar doğrultusunda evrişimsel sinir ağları (CNN) modelinin borsa tahmini alanına uyarlandığı ve başarılı sonuçlar verdiği gözlemlenmiştir. Bu kapsamda Dow30 endeksinde yer alan hisse senetlerinin bir gün sonraki pozisyonunu (al, sat, tut) tahmin etmek için 2D-CNN tabanlı bir model kullanılmıştır. Bu model için hisse senedi kapanış fiyatları, teknik göstergeler, altın fiyatı, altın oynaklık endeksi, petrol fiyatı ve petrol oynaklık endeksi verileri kullanılarak görüntü tabanlı girdi değişken kümesi oluşturulmuştur. Ayrıca bu çalışmada veri dengesizliği problemini çözmek için yeni bir kural tabanlı etiketleme algoritması önerilmiş ve buna ek olarak elde edilen görüntüler üzerinde döndürme işlemi gerçekleştirilmiştir. Kaydırmalı eğitim-test yaklaşımını kullanan CNN modelinin tahmin performansı literatürdeki diğer çalışmalarla kıyaslanmıştır. Deney sonuçları, veri dengesizliği problemini gidermek için önerilen yaklaşımın CNN modeli ile birlikte kullanıldığında diğer CNN tabanlı çalışmalardan daha yüksek başarı sağladığını göstermiştir. Ayrıca önerilen bu yaklaşımın, modelin tahmin performansını literatürdeki aynı amaçla önerilen Chen ve Huang’ın yaklaşımından daha fazla iyileştirdiği gözlemlenmiştir.

Anahtar Kelimeler:

Hisse senedi tahmini, Evrişimsel sinir ağları, Etiketleme, Veri dengesizliği

PDF

___

Fama, E. F. Random Walks in Stock Market Prices, Financial Analysts Journal, 1995, 51(1), pp. 75-80.
Kara, Y., Boyacioglu, M. A., & Baykan, Ö. K. Predicting Direction of Stock Price Index Movement Using Artificial Neural Networks and Support Vector Machines: The Sample of The Istanbul Stock Exchange, Expert Systems with Applications, 2011, 38(5), pp. 5311-5319.
Selvin, S., Vinayakumar, R., Gopalakrishnan, E. A., Menon, V. K., & Soman, K. P. Stock Price Prediction Using LSTM, RNN and CNN-Sliding Window Model, In 2017 International Conference on Advances in Computing, Communications and Informatics (ICACCI), 2017, pp. 1643-1647. IEEE.
Tekin, S., & Çanakoğlu, E. Analysis of Price Models in Istanbul Stock Exchange, In 2019 27th Signal Processing and Communications Applications Conference (SIU), 2019, pp. 1-4. IEEE.
Unal, B., & Aladag, C. H. Stock Exchange Prediction via Long Short-Term Memory Networks, Proceedings Book, 2019, 246.
Parmar, I., Agarwal, N., Saxena, S., Arora, R., Gupta, S., Dhiman, H., & Chouhan, L. Stock Market Prediction Using Machine Learning, In 2018 First International Conference on Secure Cyber Computing and Communication (ICSCCC), 2018, pp. 574-576. IEEE.
Vijh, M., Chandola, D., Tikkiwal, V. A., & Kumar, A. Stock Closing Price Prediction Using Machine Learning Techniques, Procedia Computer Science, 2020, 167, pp. 599-606.
Du, J., Liu, Q., Chen, K., & Wang, J. Forecasting Stock Prices in Two Ways Based on LSTM Neural Network, In 2019 IEEE 3rd Information Technology, Networking, Electronic and Automation Control Conference (ITNEC), 2019, pp. 1083-1086. IEEE.
Alhazbi, S., Said, A. B., & Al-Maadid, A. Using Deep Learning to Predict Stock Movements Direction in Emerging Markets: The Case of Qatar Stock Exchange, In 2020 IEEE International Conference on Informatics, IoT, and Enabling Technologies (ICIoT), 2020, pp. 440-444. IEEE.
Sezer, O. B., & Ozbayoglu, A. M. Algorithmic Financial Trading with Deep Convolutional Neural Networks: Time Series to Image Conversion Approach, Applied Soft Computing, 2018, 70, pp. 525-538.
Sim, H. S., Kim, H. I., & Ahn, J. J. Is Deep Learning for Image Recognition Applicable to Stock Market Prediction?, Complexity, 2019.
Thakkar, A., & Chaudhari, K. A Comprehensive Survey on Deep Neural Networks for Stock Market: The Need, Challenges, and Future Directions, Expert Systems with Applications, 2021, 177, 114800.
Chen, Y. C., & Huang, W. C. Constructing A Stock-Price Forecast CNN Model with Gold and Crude Oil Indicators, Applied Soft Computing, 2021, 112, 107760.
Chandar, S. K. Convolutional Neural Network for Stock Trading Using Technical Indicators, Automated Software Engineering, 2022, 29(1), pp. 1-14.
Jiang, W. Applications of Deep Learning in Stock Market Prediction: Recent Progress, Expert Systems with Applications, 2021, 184, 115537.
Hu, Z., Zhao, Y., & Khushi, M. A Survey of Forex and Stock Price Prediction Using Deep Learning, Applied System Innovation, 2021, 4(1), 9.
Ji, Y., Liew, A. W. C., & Yang, L. A Novel Improved Particle Swarm Optimization with Long-Short Term Memory Hybrid Model for Stock Indices Forecast, IEEE Access, 2021, 9, pp. 23660-23671.