深度学习-用神经网络NN实现足球大小球数据分析软件
文章目录
- 前言
- 一、 数据收集
- 1.1特征数据收集
- 代码实例
- 二、数据预处理
- 清洗数据
- 特征工程：
- 三、特征提取
- 四、模型构建
- 五、模型训练与评估
- 总结
前言
预测足球比赛走地大小球（即比赛过程中进球总数是否超过某个预设值）的深度学习模型是一个复杂但有趣的项目。这里，我将概述一个基本的实现流程，包括数据收集、特征提取、模型构建、训练和评估。由于直接编写完整的代码在这里不太现实，我将提供关键步骤的代码和概念说明。
一、 数据收集
1.1特征数据收集
首先，你需要收集大量的足球比赛数据，包括但不限于：
- 比赛结果（主队进球数、客队进球数）
- 比赛时间（全场、半场）
- 球队历史表现（近期胜率、进球率、失球率）
- 球队阵容（关键球员是否上场）
- 天气条件
- 球场信息
- 裁判因素（可选，可能影响比赛风格）
- 赛事类型（联赛、杯赛、友谊赛等）
- 球队间历史交锋记录
代码实例
这里用python实现足球赛事数据的收集，如果是走地数据分析的话，需要用定时任务即时采集，这里只是简单的爬取和入库
import requests
import sqlite3
import json
# 国外赛事数据
api_url = 'https://xxxx.com/data'
# 连接到SQLite数据库
# 如果数据库不存在，它会自动创建
conn = sqlite3.connect('football_data.db')
c = conn.cursor()
# 创建一个表来存储数据
# 假设API返回的数据包含'team', 'goals', 'matches'等字段
c.execute('''CREATE TABLE IF NOT EXISTS teams
(id INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
team TEXT NOT NULL,
goals INTEGER,
matches INTEGER)''')
# 从API获取数据
def fetch_data(url):
try:
response = requests.get(url)
response.raise_for_status() # 如果响应状态码不是200，将引发HTTPError异常
return response.json()
except requests.RequestException as e:
print(e)
return None
# 解析数据并插入到数据库中
def insert_data(data):
for item in data:
# 假设每个item都是一个包含'team', 'goals', 'matches'的字典
c.execute("INSERT INTO teams (team, goals, matches) VALUES (?, ?, ?)",
(item['team'], item['goals'], item['matches']))
conn.commit()
# 获取数据并插入
data = fetch_data(api_url)
if data:
insert_data(data)
# 关闭数据库连接
conn.close()
print("数据已成功获取并入库。")
二、数据预处理
清洗数据
数据清洗通常涉及多个步骤，包括处理缺失值、异常值、重复数据、数据类型转换、数据格式标准化等，这里用pandas简单的进行数据处理。
import pandas as pd
import sqlite3
# 连接到SQLite数据库
conn = sqlite3.connect('football_data.db')
# 使用Pandas的read_sql_query函数从数据库中读取数据
# 假设'matches'表包含'id', 'home_team', 'away_team', 'home_goals', 'away_goals'等字段
query = "SELECT * FROM matches"
df = pd.read_sql_query(query, conn)
# 数据清洗步骤
# 1. 处理异常数据
# 假设进球数不可能为负数或超过某个合理值（如10个）
# 这里我们将进球数限制在0到10之间
df['home_goals'] = df['home_goals'].apply(lambda x: x if 0 <= x <= 10 else 0)
df['away_goals'] = df['away_goals'].apply(lambda x: x if 0 <= x <= 10 else 0)
# 2. 处理缺失值
# 假设我们决定删除任何包含缺失值的行（这通常不是最佳实践，但在这里作为示例）
df.dropna(inplace=True)
# 3. 检查并处理其他潜在问题（如重复数据等）
# 这里我们假设没有重复的比赛ID，但如果有，可以使用drop_duplicates()删除
# df.drop_duplicates(subset='id', keep='first', inplace=True)
# 4. （可选）将清洗后的数据写回数据库或保存到新的CSV文件
# 如果要写回数据库，请确保表已存在或先创建表
# 如果要保存到CSV文件
df.to_csv('cleaned_football_data.csv', index=False)
# 关闭数据库连接
conn.close()
# 查看清洗后的数据（可选）
print(df.head())
特征工程：
这里简单的用下面几个关键信息作为特征数据
- 进球率：计算球队近期比赛的进球平均数。
- 失球率：计算球队近期比赛的失球平均数。
- 胜率：计算球队近期比赛的胜率。
- 主客场优势：考虑主队或客队的历史主场/客场胜率。
- 时间因素：考虑比赛进行的时间段（如开场、中场、结束前）对进球数的影响。
- 让球因素：转换为数值型特征，如让一球则主队进球数需减去一。
- 编码分类变量：如赛事类型、球场类型等。
三、特征提取
前面已经将特征数据都处理好了，下面开始对特征数据提取。
# 假设df是Pandas DataFrame，包含所有比赛数据
# 计算近期进球率（以最近5场为例）
def calculate_recent_goals(df, team_column, goals_column, window_size=5):
df[f'{team_column}_recent_goals'] = df.groupby(team_column)[goals_column].rolling(window=window_size, min_periods=1).mean()
# 类似地，可以计算失球率、胜率等
# 编码分类变量
df['venue'] = pd.Categorical(df['venue']).codes # 假设venue是主客场信息
# 提取特征
features = ['home_team_recent_goals', 'away_team_recent_goals', 'venue', 'match_time_segment', 'handicap']
X = df[features]
# 提取标签
# 假设label_big_small是判断大小球的标签（0: 小球, 1: 大球）
# label_handicap_win是判断让球胜负的标签（0: 负, 1: 胜）
y_big_small = df['label_big_small']
y_handicap_win = df['label_handicap_win']
分析出球队的具体整体情况
四、模型构建
from keras.models import Sequential
from keras.layers import Dense
# 构建模型
model = Sequential([
Dense(64, activation='relu', input_shape=(X.shape[1],)),
Dense(64, activation='relu'),
Dense(1, activation='sigmoid') # 二分类问题使用sigmoid
])
model.compile(optimizer='adam', loss='binary_crossentropy', metrics=['accuracy'])
五、模型训练与评估
# 划分训练集和测试集
from sklearn.model_selection import train_test_split
X_train, X_test, y_train_big_small, y_test_big_small = train_test_split(X, y_big_small, test_size=0.2, random_state=42)
# 训练模型
model.fit(X_train, y_train_big_small, epochs=10, batch_size=32, validation_split=0.2)
# 评估模型
loss, accuracy = model.evaluate(X_test, y_test_big_small)
print(f"Test Accuracy: {accuracy:.2f}")
# 类似地，可以训练并评估让球胜负预测模型
得出预测结果
总结
上面只是简单的介绍了大模型的实现过程，实际过程比这个复杂很多，其中特征数据就包括了球队过去的进球数、失球数、射门次数、射正次数等统计数据，不同的球队有不同的战术风格，如攻势足球、防守反击等。攻势足球风格的球队通常进球较多，而防守反击的球队则可能更加注重控制球权和减少失球，球员的当前状态对比赛结果有直接影响。状态良好的球员在比赛中更有可能发挥出色，从而增加进球的可能性。
鸣谢：[AIAutoPrediction足球数据分析平台]提供的足球数据分析
