چارچوب دو زمانه یادگیری عمیق مبتنی بر ابر ایچیموکو و CNN بهینه شده برای پیش بینی روند در بازار فارکس

نویسندگان
چکیده
در این پژوهش، با توجه به پیچیدگی روزافزون بازار فارکس، یک چارچوب جدید برای پیش‌بینی روند جفت‌ارزها ارائه می‌شود که به‌جای تمرکز بر مقدار قیمت، بر پیش‌بینی جهت حرکت بازار تمرکز دارد. این چارچوب مبتنی بر دو بازه‌ زمانی ۱ ساعته و ۴ ساعته بوده و استراتژی ایچیموکو را با مدل‌های یادگیری عمیق از جمله CNN، CNNLSTM و CNNGRU ترکیب می‌کند. برای بهبود عملکرد، ابرپارامترهای مدل‌ها با بهره‌گیری از الگوریتم بهینه‌سازی ازدحام ذرات (PSO) تنظیم شده‌اند. مدل‌ها با داده‌های تاریخی EURUSD طی سال‌های ۲۰۱۹ تا ۲۰۲۴ از MetaTrader5 آموزش دیده و سپس روی هشت جفت‌ارز با همبستگی بیش از ۸۰٪ ارزیابی شده‌اند. به‌دلیل محدودیت معیارهای رگرسیونی مانند MSE، MAE و MAPE در سنجش کیفیت تصمیم‌گیری‌های معاملاتی، خروجی رگرسیون صرفاً برای تعیین روند ۴ ساعته استفاده شده و معیارهای Accuracy و F1-Score به‌عنوان شاخص‌های اصلی ارزیابی عملکرد به‌کار رفته‌اند. نتایج نشان می‌دهد مدل‌های بهینه‌شده با PSO به‌خصوص مدلICGP، نسبت به نسخه‌های غیر‌بهینه عملکرد برتری داشته و دقیق‌ترین نتایج را ارائه کرده‌اند؛ به‌گونه‌ای که دقت پیش‌بینی آن در جفت‌ارز USDSGD به 80.23% رسیده است. در مجموع، یافته‌ها بیانگر آن است که ترکیب ویژگی‌های مبتنی بر ایچیموکو با معماری‌های ترکیبی یادگیری عمیق و روش‌های فراابتکاری، توانایی پیش‌بینی روند و قابلیت تعمیم را در شرایط پرتلاطم بازارهای مالی به‌طور قابل‌توجهی افزایش می‌دهد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

A Dual-Timeframe Deep Learning Framework Based on Ichimoku Cloud and Optimized CNN for Trend Prediction in the Forex Market

نویسندگان English

Omid Solaymani Fard
Seyedeh Zahra Hashemi
چکیده English

Introduction

As the Forex market becomes increasingly complex, accurate trend forecasting has gained critical importance for traders and researchers. Unlike most studies that focus on price prediction, this paper introduces a novel bi-timeframe framework (1-hour and 4-hour) that integrates the Ichimoku Kinko Hyo strategy with deep learning models to predict directional movements in currency pairs.



Materials and Methods

The approach employs convolutional neural networks (CNNs) and hybrid architectures (CNN-LSTM, CNN-GRU), with hyperparameters optimized using the Particle Swarm Optimization Algorithm (PSO). Models are trained on historical EURUSD data (2019--2024) from MetaTrader5 and evaluated on eight highly correlated ($pm$80%) currency pairs. Due to the limitations of regression metrics (MAE, MSE, MAPE) in trading contexts, regression outputs are used solely for 4-hour trend classification, with Accuracy and F1-score as primary performance measures.



Results and Discussion

Results show that PSO-optimized models, particularly Ichimoku-CNN-GRU-PSO (ICGP), consistently outperform standard variants, achieving the highest Accuracy (up to 80.23% on USDSGD) and F1-score across most pairs.



Conclusion

The findings confirm that Ichimoku-based features, combined with hybrid deep learning and metaheuristic optimization, significantly enhances trend forecasting reliability and generalization in volatile financial markets.

کلیدواژه‌ها English

Forex trend forecasting
Convolutional Neural Networks
Ichimoku strategy
Metaheuristic optimization
Elliott N. Ichimoku charts: An introduction to Ichimoku kinko clouds. Harriman House Limited; 2007.



Livieris IE. A novel forecasting strategy for improving the performance of deep learning models. Expert Systems with Applications. 2023 Nov 15;230:120632.



Peng P, Chen Y, Lin W, Wang JZ. Attention-based CNN–LSTM for high-frequency multiple cryptocurrency trend prediction. Expert systems with applications. 2024 Mar 1;237:121520.



Gülmez B. Stock price prediction with optimized deep LSTM network with artificial rabbits optimization algorithm. Expert Systems with Applications. 2023 Oct 1;227:120346.



Sevastjanov P, Kaczmarek K, Rutkowski L. A multi-model approach to the development of algorithmic trading systems for the Forex market. Expert Systems with Applications. 2024 Feb 1;236:121310.



Ayala, J., García-Torres, M., Noguera, J. L. V., Gómez-Vela, F., Divina, F. (2021). Technical analysis strategy optimization using a machine learning approach in stock market indices. Knowledge-Based Systems, 225, 107119.



Dash, R., Dash, P. K. (2016). A hybrid stock trading framework integrating technical analysis with machine learning techniques. The Journal of Finance and Data Science, 2(1), 42-57.



Kennedy, J., Eberhart, R. (1995, November). Particle swarm optimization. In Proceedings of ICNN'95-international conference on neural networks (Vol. 4, pp. 1942-1948). ieee.



LeCun Y, Bottou L, Bengio Y, Haffner P. Gradient-based learning applied to document recognition. Proceedings of the IEEE. 2002 Aug 6;86(11):2278-324.



Hoffmann J, Navarro O, Kastner F, Janßen B, Hubner M. A survey on CNN and RNN implementations. InPESARO 2017: The Seventh International Conference on Performance, Safety and Robustness in Complex Systems and Applications 2017 (Vol. 3).



Li Z, Liu F, Yang W, Peng S, Zhou J. A survey of convolutional neural networks: analysis, applications, and prospects. IEEE transactions on neural networks and learning systems. 2021 Jun 10;33(12):6999-7019.



Lawal A, Rehman S, Alhems LM, Alam MM. Wind speed prediction using hybrid 1D CNN and BLSTM network. IEEE Access. 2021 Nov 22;9:156672-9.



Kim J, Oh S, Kim H, Choi W. Tutorial on time series prediction using 1D-CNN and BiLSTM: A case example of peak electricity demand and system marginal price prediction. Engineering Applications of Artificial Intelligence. 2023 Nov 1;126:106817.



"Myfxbook," [Online]. Available: https://www.myfxbook.com/. [Accessed 08 02 2025].