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用 Python 实现 RSI 指标线与股价的顶背离、底背离

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共 16324字，需浏览 33分钟

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2021-09-15 00:34

当价格和您的指标向相反方向移动时，就会出现背离。例如，您使用 RSI 进行交易，它上次在 80 处达到峰值，现在在 70 处达到峰值。当 RSI 达到 80 时，您交易的标的证券价格为 14 美元，现在达到新的峰值 18 美元。这是一个背离。

由于峰值的趋势，交易者将价格称为“更高的高点”，将 RSI 称为“更低的高点”。技术交易者通过视觉跟踪但很难复制，因为并不总是清楚究竟是什么造就了“峰值”。我们提供了一种算法来检测交易的波峰和波谷，我们将在下面深入探讨构建 RSI 背离策略的细节时加以利用。

作为入场信号的背离

背离通常被称为“看跌”或“看涨”。看跌背离就像我们在上面的例子中看到的那样。我们有一个动量指标在价格之前减弱，这给了我们一个做空的点。看涨背离是我们的动量指标出现较高的低点，但价格较低的低点。

根据这种解释，背离是领先指标——背离发生在价格行为确认之前。在实践中，实现这一点更具挑战性，因为您会发现自己正在寻找价格和指标的峰值，并且直到经过一段时间后才能确认该值是峰值，因此您可以查看该值是否下降。

无论如何，让我们用一些代码来说明这是如何工作的！

检测背离

第一步将需要导入几个包。

import numpy as npimport pandas as pdimport matplotlib.pyplot as pltimport yfinance as yffrom scipy.signal import argrelextremafrom collections import deque

argrelextrema 用于检测 SciPy 信号处理库中的峰值，而 deque 就像一个固定长度的列表，如果超过它的长度，它将删除最旧的条目并保留新条目。我们将使用第一个来发现数据中的极值，然后循环遍历它们并保留高于先前条目的点。

为了找出极值，我们需要传递一个名为 order 的参数。这定义了我们实际需要在峰的两侧有多少个点来标记峰。因此，当 order=5 时，我们需要一些东西成为左右 5 个数据点内的最高点。我们提供的另一个参数是 K，它只是一个整数，用于确定我们想要识别多少个连续峰值以确定更高的高点趋势。

下面给出了完整的、更高的检测功能。

def getHigherHighs(data: np.array, order=5, K=2):  '''  Finds consecutive higher highs in price pattern.  Must not be exceeded within the number of periods indicated by the width   parameter for the value to be confirmed.  K determines how many consecutive highs need to be higher.  '''  # Get highs  high_idx = argrelextrema(data, np.greater, order=order)[0]  highs = data[high_idx]  # Ensure consecutive highs are higher than previous highs  extrema = []  ex_deque = deque(maxlen=K)  for i, idx in enumerate(high_idx):    if i == 0:      ex_deque.append(idx)      continue    if highs[i] < highs[i-1]:      ex_deque.clear()
    ex_deque.append(idx)    if len(ex_deque) == K:      extrema.append(ex_deque.copy())
  return extrema

这将返回包含峰值索引的双端队列列表。为了获得用于识别背离的所有相关组合，我们需要四个这样的函数，一个用于更高的高点（上图）、更低的低点、更低的高点和更高的低点。它们中的每一个的逻辑都是相同的，我们只是在第 9 行将 np.greater 更改为 np.less 并在第 18 行更改不等号以获得我们想要的行为。

我们需要一些数据，因此我们将从 Yahoo! 使用 yfinance 包的金融 API。我将使用埃克森美孚 (XOM)，因为它在过去几十年中经历了相当多的繁荣和萧条。

start = '2011-01-01'end = '2011-07-31'
ticker = 'XOM'yfObj = yf.Ticker(ticker)data = yfObj.history(start=start, end=end)# Drop unused columnsdata.drop(['Open', 'High', 'Low', 'Volume', 'Dividends',   'Stock Splits'], axis=1, inplace=True)

现在我们可以计算所有的极值并绘制结果。

from matplotlib.lines import Line2D # For legend
price = data['Close'].valuesdates = data.index
# Get higher highs, lower lows, etc.order = 5hh = getHigherHighs(price, order)lh = getLowerHighs(price, order)ll = getLowerLows(price, order)hl = getHigherLows(price, order)
# Get confirmation indiceshh_idx = np.array([i[1] + order for i in hh])lh_idx = np.array([i[1] + order for i in lh])ll_idx = np.array([i[1] + order for i in ll])hl_idx = np.array([i[1] + order for i in hl])
# Plot resultscolors = plt.rcParams['axes.prop_cycle'].by_key()['color']
plt.figure(figsize=(12, 8))plt.plot(data['Close'])plt.scatter(dates[hh_idx], price[hh_idx-order], marker='^', c=colors[1])plt.scatter(dates[lh_idx], price[lh_idx-order], marker='v', c=colors[2])plt.scatter(dates[ll_idx], price[ll_idx-order], marker='v', c=colors[3])plt.scatter(dates[hl_idx], price[hl_idx-order], marker='^', c=colors[4])_ = [plt.plot(dates[i], price[i], c=colors[1]) for i in hh]_ = [plt.plot(dates[i], price[i], c=colors[2]) for i in lh]_ = [plt.plot(dates[i], price[i], c=colors[3]) for i in ll]_ = [plt.plot(dates[i], price[i], c=colors[4]) for i in hl]
plt.xlabel('Date')plt.ylabel('Price ($)')plt.title(f'Potential Divergence Points for {ticker} Closing Price')legend_elements = [  Line2D([0], [0], color=colors[0], label='Close'),  Line2D([0], [0], color=colors[1], label='Higher Highs'),  Line2D([0], [0], color='w',  marker='^',         markersize=10,         markerfacecolor=colors[1],         label='Higher High Confirmation'),  Line2D([0], [0], color=colors[2], label='Higher Lows'),  Line2D([0], [0], color='w',  marker='^',         markersize=10,         markerfacecolor=colors[2],         label='Higher Lows Confirmation'),  Line2D([0], [0], color=colors[3], label='Lower Lows'),  Line2D([0], [0], color='w',  marker='v',         markersize=10,         markerfacecolor=colors[3],         label='Lower Lows Confirmation'),  Line2D([0], [0], color=colors[4], label='Lower Highs'),  Line2D([0], [0], color='w',  marker='^',         markersize=10,         markerfacecolor=colors[4],         label='Lower Highs Confirmation')]plt.legend(handles=legend_elements, bbox_to_anchor=(1, 0.65))plt.show()


在这个图中，我们提取了所有潜在的分歧点，并将高点和低点映射到价格。另外，请注意我为每个峰值绘制了确认点。我们不知道峰值是否真的是峰值，直到我们给它几天（在这种情况下为 5 天）看看价格接下来会发生什么。

价格图表只是背离所需的一半，我们还需要应用一个指标。借鉴考夫曼出色的交易系统和方法，我们应该使用某种动量指标。我们将继续应用 RSI，尽管 MACD、随机指标等也适用。

RSI 的峰值和谷值

RSI 最常被解释为当该值高于中心线 (RSI=50) 时表现出上升势头，而当它低于中心线时表现出下降势头。如果我们有一系列高于 50 的较小峰值，则可能表明动能减弱，而低于 50 的一系列不断增加的谷可能表明我们可以交易的动能增加。

我们的下一步是计算 RSI，然后应用与上述相同的技术来提取相关的极值。

def calcRSI(data, P=14):  data['diff_close'] = data['Close'] - data['Close'].shift(1)  data['gain'] = np.where(data['diff_close']>0, data['diff_close'], 0)  data['loss'] = np.where(data['diff_close']<0, np.abs(data['diff_close']), 0)  data[['init_avg_gain', 'init_avg_loss']] = data[    ['gain', 'loss']].rolling(P).mean()  avg_gain = np.zeros(len(data))  avg_loss = np.zeros(len(data))  for i, _row in enumerate(data.iterrows()):    row = _row[1]    if i < P - 1:      last_row = row.copy()      continue    elif i == P-1:      avg_gain[i] += row['init_avg_gain']      avg_loss[i] += row['init_avg_loss']    else:      avg_gain[i] += ((P - 1) * avg_gain[i-1] + row['gain']) / P      avg_loss[i] += ((P - 1) * avg_loss[i-1] + row['loss']) / P
    last_row = row.copy()
  data['avg_gain'] = avg_gain  data['avg_loss'] = avg_loss  data['RS'] = data['avg_gain'] / data['avg_loss']  data['RSI'] = 100 - 100 / (1 + data['RS'])  return data

有了该功能，我们可以将 RSI 及其相关列添加到我们的数据框中：

data = calcRSI(data.copy())# Get values to mark RSI highs/lows and plotrsi_hh = getHigherHighs(rsi, order)rsi_lh = getLowerHighs(rsi, order)rsi_ll = getLowerLows(rsi, order)rsi_hl = getHigherLows(rsi, order)

我们将遵循与上述相同的格式来绘制我们的结果：

fig, ax = plt.subplots(2, figsize=(20, 12), sharex=True)ax[0].plot(data['Close'])ax[0].scatter(dates[hh_idx], price[hh_idx-order],               marker='^', c=colors[1])ax[0].scatter(dates[lh_idx], price[lh_idx-order],              marker='v', c=colors[2])ax[0].scatter(dates[hl_idx], price[hl_idx-order],              marker='^', c=colors[3])ax[0].scatter(dates[ll_idx], price[ll_idx-order],              marker='v', c=colors[4])_ = [ax[0].plot(dates[i], price[i], c=colors[1]) for i in hh]_ = [ax[0].plot(dates[i], price[i], c=colors[2]) for i in lh]_ = [ax[0].plot(dates[i], price[i], c=colors[3]) for i in hl]_ = [ax[0].plot(dates[i], price[i], c=colors[4]) for i in ll]
ax[0].set_ylabel('Price ($)')ax[0].set_title(f'Price and Potential Divergence Points for {ticker}')ax[0].legend(handles=legend_elements)
ax[1].plot(data['RSI'])ax[1].scatter(dates[rsi_hh_idx], rsi[rsi_hh_idx-order],               marker='^', c=colors[1])ax[1].scatter(dates[rsi_lh_idx], rsi[rsi_lh_idx-order],              marker='v', c=colors[2])ax[1].scatter(dates[rsi_hl_idx], rsi[rsi_hl_idx-order],              marker='^', c=colors[3])ax[1].scatter(dates[rsi_ll_idx], rsi[rsi_ll_idx-order],              marker='v', c=colors[4])_ = [ax[1].plot(dates[i], rsi[i], c=colors[1]) for i in rsi_hh]_ = [ax[1].plot(dates[i], rsi[i], c=colors[2]) for i in rsi_lh]_ = [ax[1].plot(dates[i], rsi[i], c=colors[3]) for i in rsi_hl]_ = [ax[1].plot(dates[i], rsi[i], c=colors[4]) for i in rsi_ll]
ax[1].set_ylabel('RSI')ax[1].set_title(f'RSI and Potential Divergence Points for {ticker}')ax[1].set_xlabel('Date')
plt.tight_layout()plt.show()


这只是一个短暂的 7 个月窗口，因此我们可以清楚地看到价格和 RSI 的走势，因此只有一个背离可见。我们在 RSI 图表（橙色，向上的三角形）上看到 6 月中旬在价格图表（蓝色，向下的三角形）中一系列较低的低点中间确认更高的低点。我们不权衡图表，所以让我们把一个算法放在一起来测试这个 RSI 背离模型。

建立 RSI 发散模型

到目前为止，我们有一些通用规则来识别我们有背离的情况，但我们仍然需要进入和退出规则。首先，我们可以求助于 Kaufmann 出色的交易系统和方法，在那里他列出了一个示例策略，其中包含以下规则：

如果指标高于目标水平（例如 RSI = 50），则在确定背离时输入头寸。如果指标背离消失，则退出。如果我们在价格创出更高的高点而 RSI 创出更低的高点时做空，那么我们的 RSI 会移动到更高的高点，那么我们就出局了。一旦指标达到目标水平就退出。允许背离转换为趋势位置。为此，我们使用单独的趋势指标（例如 EMA 交叉），如果趋势与背离方向相同，我们将持有头寸。如果背离消失但趋势继续，我们持有，并仅在趋势消失时退出。我们将根据 Kaufmann 规则构建两种模型，一种仅交易背离（规则 1-3），另一种具有背离加趋势（所有 4 条规则）。当然，您可以根据自己的需要随意修改这些，并自己尝试各种方法。

接下来，我将构建一些辅助函数来标记我们的峰值。第一组将修改我们的 getHigherHighs 函数组的输出。这些是为上述可视化而构建的，但我们只需要为我们的模型提取趋势的确认点。另请注意，由于我们正在向索引添加顺序，因此我们可能会获得会引发索引错误的确认点，因此我们会删除任何大于我们拥有的数据点数量的索引。

四个函数如下：

def getHHIndex(data: np.array, order=5, K=2):  extrema = getHigherHighs(data, order, K)  idx = np.array([i[-1] + order for i in extrema])  return idx[np.where(idx<len(data))]
def getLHIndex(data: np.array, order=5, K=2):  extrema = getLowerHighs(data, order, K)  idx = np.array([i[-1] + order for i in extrema])  return idx[np.where(idx<len(data))]
def getLLIndex(data: np.array, order=5, K=2):  extrema = getLowerLows(data, order, K)  idx = np.array([i[-1] + order for i in extrema])  return idx[np.where(idx<len(data))]
def getHLIndex(data: np.array, order=5, K=2):  extrema = getHigherLows(data, order, K)  idx = np.array([i[-1] + order for i in extrema])  return idx[np.where(idx<len(data))]

为了减少重写代码，我将引入一个名为 getPeaks 的函数，它获取我们的数据帧并将我们的高点和低点的输出编码为列向量。它将使用我们上面定义的四个函数，并从我们触及更高高点到 Close_highs 列分配值 1。如果我们的高点在确认较低的高点后呈下降趋势，那么我们在同一列中用 -1 标记。它会为低点做同样的事情。记住哪些值为 1 哪些值为 -1 很重要，因此如果趋势正在增加（更高的高点或更高的低点），我将其设为 1，如果趋势正在下降（更低的高点或更低的低点），我将其设为 1 ）。

def getPeaks(data, key='Close', order=5, K=2):  vals = data[key].values  hh_idx = getHHIndex(vals, order, K)  lh_idx = getLHIndex(vals, order, K)  ll_idx = getLLIndex(vals, order, K)  hl_idx = getHLIndex(vals, order, K)
  data[f'{key}_highs'] = np.nan  data[f'{key}_highs'][hh_idx] = 1  data[f'{key}_highs'][lh_idx] = -1  data[f'{key}_highs'] = data[f'{key}_highs'].ffill().fillna(0)  data[f'{key}_lows'] = np.nan  data[f'{key}_lows'][ll_idx] = 1  data[f'{key}_lows'][hl_idx] = -1  data[f'{key}_lows'] = data[f'{key}_highs'].ffill().fillna(0)  return data

最后，我们可以制定我们的战略。在这里，我们只是遵循上面列出的前 3 条规则。

def RSIDivergenceStrategy(data, P=14, order=5, K=2):  '''  Go long/short on price and RSI divergence.  - Long if price to lower low and RSI to higher low with RSI < 50  - Short if price to higher high and RSI to lower high with RSI > 50  Sell if divergence disappears.  Sell if the RSI crosses the centerline.  '''  data = getPeaks(data, key='Close', order=order, K=K)  data = calcRSI(data, P=P)  data = getPeaks(data, key='RSI', order=order, K=K)
  position = np.zeros(data.shape[0])  # position[:] = np.nan  for i, (t, row) in enumerate(data.iterrows()):    if np.isnan(row['RSI']):      continue    # If no position is on    if position[i-1] == 0:      # Buy if indicator to higher low and price to lower low      if row['Close_lows'] == -1 and row['RSI_lows'] == 1:        if row['RSI'] < 50:          position[i] = 1          entry_rsi = row['RSI'].copy()
      # Short if price to higher high and indicator to lower high      elif row['Close_highs'] == 1 and row['RSI_highs'] == -1:        if row['RSI'] > 50:          position[i] = -1          entry_rsi = row['RSI'].copy()
    # If current position is long    elif position[i-1] == 1:      if row['RSI'] < 50 and row['RSI'] < entry_rsi:        position[i] = 1
    # If current position is short    elif position[i-1] == -1:      if row['RSI'] < 50 and row['RSI'] > entry_rsi:        position[i] = -1
  data['position'] = position  return calcReturns(data)
def calcReturns(df):  # Helper function to avoid repeating too much code  df['returns'] = df['Close'] / df['Close'].shift(1)  df['log_returns'] = np.log(df['returns'])  df['strat_returns'] = df['position'].shift(1) * df['returns']  df['strat_log_returns'] = df['position'].shift(1) * df['log_returns']  df['cum_returns'] = np.exp(df['log_returns'].cumsum()) - 1  df['strat_cum_returns'] = np.exp(df['strat_log_returns'].cumsum()) - 1  df['peak'] = df['cum_returns'].cummax()  df['strat_peak'] = df['strat_cum_returns'].cummax()  return df

关于退出条件需要注意的一件事，我们要等待趋势的变化。我没有等待 5 天来确认 RSI 的峰值，而是添加了一个条件，即如果 RSI 跌破我们的多头仓位的入场 RSI 或高于我们的空头仓位的入场 RSI，我们应该退出。这是有效的，因为如果我们在 RSI 的较低高点做空，那么如果情况逆转，我们将退出。如果 RSI 收于我们的入场 RSI 上方，那么要么成为更高的高点，从而打破我们的趋势，要么更高的高点仍将到来。设置这个条件只会让我们更快地退出交易。

好了，解释够了，让我们用 2000-2020 年的数据测试一下。

start = '2000-01-01'end = '2020-12-31'data = yfObj.history(start=start, end=end)# Drop unused columnsdata.drop(['Open', 'High', 'Low', 'Volume', 'Dividends',   'Stock Splits'], axis=1, inplace=True)
df_div = RSIDivergenceStrategy(data.copy())
plt.figure(figsize=(12, 8))plt.plot(df_div['cum_returns'] * 100, label='Buy-and-Hold')plt.plot(df_div['strat_cum_returns'] * 100, label='RSI Divergence')plt.xlabel('Date')plt.ylabel('Returns (%)')plt.title(f'Buy-and-Hold and RSI Divergence Returns for {ticker}')plt.legend()plt.show()
df_stats = pd.DataFrame(getStratStats(df_div['log_returns']),                         index=['Buy and Hold'])df_stats = pd.concat([df_stats,                       pd.DataFrame(getStratStats(df_div['strat_log_returns']),                                   index=['Divergence'])])
df_stats


最后，背离策略的表现优于买入并持有的策略（忽略埃克森美孚支付的股息）。它的波动性较小，跌幅较小，但在 2004 年至 2020 年期间表现不佳。换句话说，在 2020 年突破之前，你会等待 16 年，而这种策略看起来像是对底层证券的亏损。这种策略可能在其他地方更有效或适合多元化的投资组合，但至少在这种情况下， 纯 RSI 背离策略看起来不太好。

RSI 背离和趋势

对于下一个模型，让我们采用 Kaufman 的建议并应用趋势转换。为此，我们将选择 EMA 交叉。因此，该模型将像我们上面看到的背离模型一样进行交易，但会检查我们的 EMA 交叉所指示的趋势。如果我们做多且 EMA1 > EMA2，我们将保持该头寸。

EMA 计算代码和策略如下：

def _calcEMA(P, last_ema, N):  return (P - last_ema) * (2 / (N + 1)) + last_ema
def calcEMA(data, N):  # Initialize series  data['SMA_' + str(N)] = data['Close'].rolling(N).mean()  ema = np.zeros(len(data))  for i, _row in enumerate(data.iterrows()):    row = _row[1]    if i < N:      ema[i] += row['SMA_' + str(N)]    else:      ema[i] += _calcEMA(row['Close'], ema[i-1], N)  data['EMA_' + str(N)] = ema.copy()  return data
def RSIDivergenceWithTrendStrategy(data, P=14, order=5, K=2, EMA1=50, EMA2=200):  '''  Go long/short on price and RSI divergence.  - Long if price to lower low and RSI to higher low with RSI < 50  - Short if price to higher high and RSI to lower high with RSI > 50  Sell if divergence disappears or if the RSI crosses the centerline, unless  there is a trend in the same direction.  '''  data = getPeaks(data, key='Close', order=order, K=K)  data = calcRSI(data, P=P)  data = getPeaks(data, key='RSI', order=order, K=K)  data = calcEMA(data, EMA1)  data = calcEMA(data, EMA2)
  position = np.zeros(data.shape[0])  # position[:] = np.nan  for i, (t, row) in enumerate(data.iterrows()):    if np.isnan(row['RSI']):      continue    # If no position is on    if position[i-1] == 0:      # Buy if indicator to higher high and price to lower high      if row['Close_lows'] == -1 and row['RSI_lows'] == 1:        if row['RSI'] < 50:          position[i] = 1          entry_rsi = row['RSI'].copy()
      # Short if price to higher high and indicator to lower high      elif row['Close_highs'] == 1 and row['RSI_highs'] == -1:        if row['RSI'] > 50:          position[i] = -1          entry_rsi = row['RSI'].copy()
    # If current position is long    elif position[i-1] == 1:      if row['RSI'] < 50 and row['RSI'] < entry_rsi:        position[i] = 1      elif row[f'EMA_{EMA1}'] > row[f'EMA_{EMA2}']:        position[i] = 1
    # If current position is short    elif position[i-1] == -1:      if row['RSI'] < 50 and row['RSI'] > entry_rsi:        position[i] = -1      elif row[f'EMA_{EMA1}'] < row[f'EMA_{EMA2}']:        position[i] = -1
  data['position'] = position  return calcReturns(data)

在我们的数据上运行这个模型，我们得到：

plt.figure(figsize=(12, 8))plt.plot(df_trend['cum_returns'] * 100, label=f'Buy-and-Hold')plt.plot(df_trend['strat_cum_returns'] * 100, label='RSI Div + Trend')plt.xlabel('Date')plt.ylabel('Returns (%)')plt.title(f'Buy-and-Hold and Divergence with Trend Returns for {ticker}')plt.legend()plt.show()
df_trend = RSIDivergenceWithTrendStrategy(data.copy())df_stats = pd.concat([df_stats,                       pd.DataFrame(getStratStats(df_trend['strat_log_returns']),                                    index=['Div + Trend'])])df_stats


添加我们的趋势指标大大增加了我们的回报。它以较低的波动性（尽管比 RSI 背离策略更多）和较高的风险调整回报。最大回撤小于底层证券经历的最大回撤，而且持续时间更短。

你准备好交易了吗？

我们研究了两种 RSI 背离策略的编码和交易，一种很好，另一种则不然。这是否意味着您应该出去用 EMA 交叉交易 RSI 背离？

在这里给你一些关于这些指标的想法和解释。这些快速的回测很有用，因为您可以了解如何测试想法，并且可以在各种证券和市场上进行测试以开始缩小选择范围。也许更严格的测试表明 RSI 背离是您系统中真正有价值的部分，而趋势模型是一个异常值。除非你测试它，否则你永远不会知道！


扫描本文最下方二维码获取全部完整源码和Jupyter Notebook 文件打包下载。

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