使用深度学习来预测NBA比赛结果

作者: 佚名 2017-11-23 14:49:51

这篇文章,我们来使用深度学习来预测 NBA 比赛结果。通过本文,我们可以学习到:

  1. 如何爬取 NBA 技术统计数据;
  2. 如何预处理数据;
  3. 如何搭建简单的深度网络模型;
  4. 如何预测比赛结果。

使用深度学习来预测NBA比赛结果

最终我们得到一个预测第二天比赛准确率 100% 的模型。

技术统计数据收集

要用深度学习来预测比赛结果,需要有大量技术统计数据作为学习样本。

来看下官方的技术统计网站:https://stats.nba.com/schedule

使用深度学习来预测NBA比赛结果

打开浏览器的开发者工具,点击每场比赛右边的 BOX SCORE,我们就能看到会请求这样的一个 json 文件:

使用深度学习来预测NBA比赛结果

具体到我们要找的数据统计,是这个 json 里面的 hls (主队数据) 和 vls (客队数据):

使用深度学习来预测NBA比赛结果

url 是这种格式:

https://data.nba.com/data/10s/v2015/json/mobile_teams/nba/2017/scores/gamedetail/0021700228_gamedetail.json

多尝试几次就可以发现规律:

  1. https://data.nba.com/data/10s/v2015/json/mobile_teams/nba/ 这个是固定的;
  2. 2017 是赛季开始年份,比如上赛季则是 2016;
  3. /scores/gamedetail/ 和 ***的 _gamedetail.json 也是固定的;
  4. 0021700228 则是比赛的 id,规律为 002 是规定的,17 则是赛季开始年份的后两位,如上赛季是 16;00228 则是 5 位的数字,从 1 开始,不足补零,比如该赛季***场是 00001,而 00228 就是第 228 场比赛;
  5. 抓到的 url 是 https,其实 http 也是支持的,抓取时比 https 快点。

收集脚本比较简单,就是循环获取,然后存 redis。

使用深度学习来预测NBA比赛结果

对于我们要用来跑训练的数据,需要整理成 主队数据 - 客队数据的方式,并增加一个 win or lose 的 label (篮球比赛没有平局)。

  1. 127.0.0.1:6379> HGET gamedetaildiff 0021700228_gamedetail.json 
  2.  
  3. "{u'ast': 2, 'win': 1.0, u'fbptsa': 6, u'tf': 1, u'bpts': -4, 'away': u'LAC', u'pip': -2, 'home': u'CHA', u'dreb': 4, u'fga': 4, u'tmtov': 0, u'scp': 14, 'date': u'2017-11-19', u'fbptsm': 5, u'tpa': -3, u'fgm': 1, u'stl': 2, u'fbpts': 10, u'ble': 13, u'tov': -6, u'oreb': 1, u'potov': 16, u'fta': 10, u'pipm': -1, u'pf': -6, u'tmreb': -2, u'blk': 3, u'reb': 5, u'pipa': -4, u'ftm': 10, u'tpm': 3}" 

***一共收集了,2015、2016、2017 至 2017-11-19 三个赛季的有效数据共 2699 条。

数据预处理

我们用 Pandas 来做数据处理,非常方便。

先直接从 redis 里读入数据:

  1. import pandas as pd 
  2. import redis 
  3. import ast 
  4.  
  5. cli = redis.Redis() 
  6. data = cli.hgetall("gamedetaildiff"
  7. df = pd.DataFrame([ast.literal_eval(data[k]) for k in data]) 
  8. df = df.fillna(value=0.0)   # 用 0 填补空白数据 
  9. df.head() 

使用深度学习来预测NBA比赛结果

输入数据去掉无关项,整理成训练数据和测试数据:

  1. dataX = df.drop(["win""date""home""away"], axis=1) 
  2. dataY = df["win"
  3. train_x = np.array(dataX)[::2] # train set 
  4. train_y = np.array(dataY)[::2] 
  5. test_x = np.array(dataX)[1::2] # test set 
  6. test_y = np.array(dataY)[1::2] 

处理后的数据维度:

使用深度学习来预测NBA比赛结果

搭建深度网络

这部分其实反而是这篇文章中最简单的部分,因为我们有 Keras:

  1. from keras.models import Sequential 
  2. from keras.layers.core import Dense 
  3.  
  4. model = Sequential() 
  5. model.add(Dense(60, input_dim=train_x.shape[1], activation='relu')) 
  6. model.add(Dense(30, activation='relu')) 
  7. model.add(Dense(1, activation='sigmoid')) 
  8. model.compile(loss='binary_crossentropy', optimizer='adam', metrics=['accuracy']) 

最简单的三层全连接层网络。

因为网络的输出维度是 1,所以***一层的激活函数是 sigmoid,损失函数为 binary_crossentropy。

使用深度学习来预测NBA比赛结果

模型训练以及验证

使用深度学习来预测NBA比赛结果

可以看到 10 个 epochs 之后,模型对于训练数据的准确度已经达到了 98.89%

再使用测试数据对该模型进行验证:

使用深度学习来预测NBA比赛结果

训练数据的准确度也达到了 95.40%,说明这个模型还是比较靠谱的。虽然训练花不了几秒钟,但我们还是保存下吧:

  1. model.save("nba-model.hdf5"

新数据的预测

我们有模型可以来预测比赛结果了。现在我们的问题就在于如何模拟对阵双方的技术统计了。

我们用主队上五场主场技术统计均值,和客队上五场客场技术统计均值,两者相减作为模型的预测输入。

先从 redis 获取下完整的数据:

  1. game_detail_data = cli.hgetall("gamedetail"
  2. game_detail_json = [] 
  3. for k in game_detail_data: 
  4.     di_v = {} 
  5.     di_h = {} 
  6.     j = json.loads(game_detail_data[k]) 
  7.     vls = j["g"]["vls"
  8.     hls = j["g"]["hls"
  9.     di_v.update(vls["tstsg"]) 
  10.     di_v.update({"date": j["g"]["gdtutc"], "name": vls["ta"], "home": 0}) 
  11.     game_detail_json.append(di_v) 
  12.     di_h.update(hls["tstsg"]) 
  13.     di_h.update({"date": j["g"]["gdtutc"], "name": hls["ta"], "home": 1}) 
  14.     game_detail_json.append(di_h) 
  15. game_detail_df = pd.DataFrame(game_detail_json) 
  16. game_detail_df = game_detail_df.fillna(value=0.0) 

用 Pandas 可以一行代码实现 找到主队上五场主场数据均值 的功能:

  1. def predict(home=None, away=None): 
  2.     home_data = game_detail_df[(game_detail_df['name']==home) & (game_detail_df['home']==1)].sort_values(by='date', ascending=False)[:5].mean() 
  3.     away_data = game_detail_df[(game_detail_df['name']==away) & (game_detail_df['home']==0)].sort_values(by='date', ascending=False)[:5].mean() 
  4.     home_data = home_data.drop(['home']) 
  5.     away_data = away_data.drop(['home']) 
  6.     new_x = np.array(home_data - away_data) 
  7.     return model.predict_classes(new_x[np.newaxis,:], verbose=0)[0][0] 

预测效果

数据只收集到美国时间 2017-11-19:

使用深度学习来预测NBA比赛结果

我们来看下 2017-11-20 那天的比赛结果:

使用深度学习来预测NBA比赛结果

跑下我们模型的预测结果:

使用深度学习来预测NBA比赛结果

11 场全部正确,amazing !!

深度学习 NBA 数据
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