機(jī)器學(xué)習(xí)在量化金融中的應(yīng)用

目錄
第1章 概述.............................1
1.1 大數(shù)據(jù)時(shí)代......................1
1.2 機(jī)器學(xué)習(xí).........................2
1.3 量化金融.........................5
1.3.1 金融數(shù)據(jù)的挑戰(zhàn).............5
1.3.2 機(jī)器學(xué)習(xí)的金融應(yīng)用.........5
1.3.3 量化金融的未來(lái).............6
1.4 新一代寬客......................6
1.5 學(xué)習(xí)路線圖......................7
1.6 更多資源.........................8
1.6.1 Python庫(kù)..................8
1.6.2 圖書(shū)與其他在線資源.........9
1.7 本書(shū)之外........................10
第2章 監(jiān)督學(xué)習(xí).......................12
2.1 回歸任務(wù)框架...................12
2.1.1 模型.......................14
2.1.2 損失函數(shù)..................15
2.1.3 優(yōu)化方法..................16
2.1.4 預(yù)測(cè)和驗(yàn)證................25
2.2 從回歸到分類(lèi)...................28
2.2.1 分類(lèi)變量..................28
2.2.2 模型.......................28
2.2.3 損失函數(shù)和優(yōu)化方法........29
2.2.4 預(yù)測(cè)和驗(yàn)證................30
2.2.5 數(shù)值實(shí)驗(yàn)..................32
2.3 集成方法........................35
2.3.1 集成原理..................36
2.3.2 同質(zhì)集成法................37
2.3.3 異質(zhì)集成法................41
2.4 練習(xí).............................42
第3章 線性回歸和正則化.............43
3.1 普通最小二乘法................43
3.1.1 公式推導(dǎo)..................43
3.1.2 優(yōu)缺點(diǎn)....................45
3.2 正則化線性模型................46
3.2.1 正則化....................46
3.2.2 嶺回歸....................47
3.2.3 套索回歸..................48
3.2.4 數(shù)值實(shí)驗(yàn)..................50
3.2.5 兩種正則化方法的聯(lián)系.....52
3.3 線性模型延伸：基擴(kuò)展.........55
3.4 練習(xí).............................56
第4章 樹(shù)模型..........................57
4.1 原理簡(jiǎn)介........................57
4.2 決策樹(shù)..........................58
4.2.1 樹(shù)結(jié)構(gòu)....................58
4.2.2 模型.......................60
4.2.3 回歸樹(shù)....................61
4.2.4 剪枝.......................65
4.2.5 特征重要性................65
4.3 隨機(jī)森林........................66
4.4 梯度提升樹(shù).....................67
4.5 數(shù)值實(shí)驗(yàn)：Iris數(shù)據(jù)集..........69
4.5.1 決策樹(shù)的實(shí)現(xiàn)..............69
4.5.2 隨機(jī)森林的實(shí)現(xiàn)............71
4.5.3 梯度提升樹(shù)的實(shí)現(xiàn)..........72
4.5.4 三種樹(shù)模型的比較..........72
4.6 練習(xí).............................74
第5章 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò).......................75
5.1 基本概念........................75
5.1.1 神經(jīng)元....................75
5.1.2 層.........................77
5.1.3 激活函數(shù)..................77
5.1.4 張量.......................80
5.2 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)...................81
5.2.1 淺層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)..............81
5.2.2 多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)..............84
5.2.3 優(yōu)化方法..................86
5.2.4 數(shù)值實(shí)驗(yàn)：MNIST數(shù)字識(shí)別.......................91
5.3 卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)...................95
5.3.1 原理簡(jiǎn)介..................95
5.3.2 圖像數(shù)據(jù)..................96
5.3.3 模型.......................98
5.3.4 優(yōu)化方法.................107
5.3.5 數(shù)值實(shí)驗(yàn)：Cifar10圖像識(shí)別.....................107
5.4 循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)..................115
5.4.1 原理簡(jiǎn)介.................115
5.4.2 序列數(shù)據(jù).................116
5.4.3 模型.....................117
5.4.4 優(yōu)化方法：BPTT.........118
5.4.5 循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的缺點(diǎn)......121
5.4.6 LSTM和GRU............124
5.4.7 數(shù)值實(shí)驗(yàn)：高頻金融數(shù)據(jù)預(yù)測(cè).....................125
5.5 練習(xí)...........................135
第6章 聚類(lèi)分析......................136
6.1 原理簡(jiǎn)介......................136
6.2 聚類(lèi)分析框架..................136
6.2.1 數(shù)據(jù)集...................137
6.2.2 相似性...................138
6.2.3 聚類(lèi)方法.................138
6.2.4 檢驗(yàn)指標(biāo).................139
6.3 K均值法......................140
6.3.1 原理簡(jiǎn)介.................140
6.3.2 參數(shù)選擇.................141
6.3.3 K均值法的實(shí)現(xiàn)..........145
6.4 層次聚類(lèi)......................146
6.4.1 鏈接方式.................146
6.4.2 樹(shù)狀圖...................147
6.4.3 層次聚類(lèi)的實(shí)現(xiàn)...........149
6.5 密度聚類(lèi)：DBSCAN...........149
6.5.1 原理簡(jiǎn)介.................149
6.5.2 參數(shù)選擇.................151
6.6 分布聚類(lèi)......................152
6.6.1 原理簡(jiǎn)介.................152
6.6.2 最大期望算法.............152
6.7 數(shù)值實(shí)驗(yàn)：聚類(lèi)分析...........155
6.8 練習(xí)...........................155
第7章 主成分分析....................156
7.1 原理簡(jiǎn)介......................156
7.1.1 線性變換.................156
7.1.2 奇異值分解...............157
7.1.3 X和Z的方差............158
7.1.4 降維.....................159
7.1.5 實(shí)際問(wèn)題.................159
7.1.6 主成分分析的實(shí)現(xiàn).........160
7.2 數(shù)值實(shí)驗(yàn)：期限結(jié)構(gòu)分析......161
7.2.1 利率期限結(jié)構(gòu).............161
7.2.2 數(shù)據(jù)和觀察值.............163
7.2.3 主成分分析與期限結(jié)構(gòu)....164
7.2.4 主成分分析與對(duì)沖.........168
7.2.5 主成分分析與聚類(lèi)分析....171
7.3 練習(xí)...........................172
第8章 強(qiáng)化學(xué)習(xí)......................173
8.1 原理簡(jiǎn)介......................173
8.2 循環(huán)強(qiáng)化學(xué)習(xí)..................175
8.3 從RNN到RRL...............177
8.4 數(shù)值實(shí)驗(yàn)：算法交易...........182
8.5 練習(xí)...........................187
第9章 金融案例研究：違約風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)...........................188
9.1 問(wèn)題設(shè)定與數(shù)據(jù)...............189
9.2 探索性數(shù)據(jù)分析...............191
9.2.1 不平衡數(shù)據(jù)...............191
9.2.2 缺失值...................192
9.2.3 特征分組.................192
9.3 構(gòu)建第一個(gè)分類(lèi)器.............193
9.3.1 數(shù)據(jù)預(yù)處理...............193
9.3.2 特征工程.................193
9.3.3 訓(xùn)練模型.................195
9.3.4 折外預(yù)測(cè).................196
9.3.5 參數(shù)調(diào)整.................199
9.4 模型集成......................200
9.5 提交結(jié)果......................202
9.6 練習(xí)...........................202
9.6.1 CFM挑戰(zhàn)：波動(dòng)率預(yù)測(cè)................202
9.6.2 Kaggle其他金融應(yīng)用競(jìng)賽.....................204
參考文獻(xiàn)................................205