• 제목/요약/키워드: ARMA

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A Kullback-Leibler divergence based comparison of approximate Bayesian estimations of ARMA models

  • Amin, Ayman A
    • Communications for Statistical Applications and Methods
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    • 제29권4호
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    • pp.471-486
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    • 2022
  • Autoregressive moving average (ARMA) models involve nonlinearity in the model coefficients because of unobserved lagged errors, which complicates the likelihood function and makes the posterior density analytically intractable. In order to overcome this problem of posterior analysis, some approximation methods have been proposed in literature. In this paper we first review the main analytic approximations proposed to approximate the posterior density of ARMA models to be analytically tractable, which include Newbold, Zellner-Reynolds, and Broemeling-Shaarawy approximations. We then use the Kullback-Leibler divergence to study the relation between these three analytic approximations and to measure the distance between their derived approximate posteriors for ARMA models. In addition, we evaluate the impact of the approximate posteriors distance in Bayesian estimates of mean and precision of the model coefficients by generating a large number of Monte Carlo simulations from the approximate posteriors. Simulation study results show that the approximate posteriors of Newbold and Zellner-Reynolds are very close to each other, and their estimates have higher precision compared to those of Broemeling-Shaarawy approximation. Same results are obtained from the application to real-world time series datasets.

ARMA 필터를 이용한 로그 에너지 특징의 정규화 방법 (A Log-Energy Feature Normalization Method Using ARMA Filter)

  • 신광호;정호열;정현열
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제11권10호
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    • pp.1325-1337
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    • 2008
  • 훈련과 인식의 환경적 차이가 음성 인식 성능 저하의 주요 요인이며, 이러한 환경적 불일치를 줄이기 위한 다양한 잡음 처리 방법들이 연구되고 있다. 이 가운데 로그 에너지 특징에 대한 ERN(log-Energy dynamic Range Normalization), SEN(Silence Energy Normalization) 등이 우수한 성능을 보이고 있다. 그러나 이들 방법은 상대적으로 큰 갈을 갖는 로그 에너지 특징에 대해서는 처리가 불가능한 문제점이 이으며, 특히 SNR값이 작은 환경에서는 이러한 문제로 인하여 환경적 불일치가 더욱 크게 나타나고 있다. 이를 해결하기 위해서 본 논문은 자동 회귀 방식으로 이동 평균을 계산하여 로그 에너지 특징을 스무딩(smoothing)하는 ARMA(Auto-Regression and Moving Average) 필터를 후처리로 적용하는 방법을 제안한다. Aurora 2.0 DB를 이용한 인식 실험 결과, 제안 방법이 기존의 방법들에 비해 향상된 인식 결과를 얻을 수 있었다.

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Asymptotics in Transformed ARMA Models

  • Yeo, In-Kwon
    • Communications for Statistical Applications and Methods
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    • 제18권1호
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    • pp.71-77
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    • 2011
  • In this paper, asymptotic results are investigated when a parametric transformation is applied to ARMA models. The conditions are determined to ensure the strong consistency and the asymptotic normality of maximum likelihood estimators and the correct coverage probability of the forecast interval obtained by the transformation and backtransformation approach.

ARMA(p, q) 모형에서 멱변환의 재변환에 관한 연구 - 모의실험을 중심으로 (Re-Transformation of Power Transformation for ARMA(p, q) Model - Simulation Study)

  • 강전훈;신기일
    • 응용통계연구
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    • 제28권3호
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    • pp.511-527
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    • 2015
  • ARMA(p, q) 모형 분석에서 분산 안정화 또는 정규화를 위해 멱변환(power transformation)이 사용된다. 변환된 자료를 이용하여 분석이 이루어지며 원 자료의 예측을 위해 재변환이 사용된다. 이때 흔히 변환된 자료 분석에서 얻어진 예측값의 역함수 값이 원자료 예측값으로 사용되지만 이는 편향이 있는 것으로 알려져 있다. 이를 해결하기 위해 로그 변환의 경우 Granger과 Newbold (1976)는 로그-정규분포의 기댓값을 이용할 것을 제안하였다. 본 연구에서는 모의실험을 통하여 제곱근 변환과 로그 변환 후 재변환을 사용할 때 예측값으로 기댓값의 역함수를 이용하는 방법과 역함수의 기댓값을 사용하였을 때의 추정의 결과를 모의실험을 통하여 비교하였다.

MCMC 방법을 이용한 ARMA-GARCH 모형에서의 예측 방법 연구 (A Study for Forecasting Methods of ARMA-GARCH Model Using MCMC Approach)

  • 채화연;최보승;김기환;박유성
    • 응용통계연구
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    • 제24권2호
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    • pp.293-305
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    • 2011
  • 변동성은 최근 경제가 급변하면서 옵션의 가격 결정과 자산의 위험관리에서 그 중요성이 더 커지고 있다. 이러한 변동성은 분산을 지칭하며, 위험(risk)을 측정하는 수단이 되므로 정확한 추정과 예측이 매우 필요하다. 본 논문에서는 변동성에 대한 모형으로 오차항이 ARMA(p, q)-GARCH(r, s) 모형을 따르는 회귀모형을 설정하고, 이 모형의 모수에 대해 베이지안 추정법을 제시하였다. 또한 평균과 분산(변동성)에 대한 예측값을 구하고 이에 대한 베이지안 구간추정을 하였다. 이를 500개의 모의실험 자료를 통해 최우추정법과 비교하였다. 뿐만 아니라, 베이지안 방법을 이용하여 Frequentist의 관점에서는 구하기 어려운 GARCH 모형에서의 일종의 단위근이 존재할 확률을 구하였다.

INNOVATION ALGORITHM IN ARMA PROCESS

  • Sreenivasan, M.;Sumathi, K.
    • Journal of applied mathematics & informatics
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    • 제5권2호
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    • pp.373-382
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    • 1998
  • Most of the works in Time Series Analysis are based on the Auto Regressive Integrated Moving Average (ARIMA) models presented by Box and Jeckins(1976). If the data exhibits no ap-parent deviation from stationarity and if it has rapidly decreasing autocorrelation function then a suitable ARIMA(p,q) model is fit to the given data. Selection of the orders of p and q is one of the crucial steps in Time Series Analysis. Most of the methods to determine p and q are based on the autocorrelation function and partial autocor-relation function as suggested by Box and Jenkins (1976). many new techniques have emerged in the literature and it is found that most of them are over very little use in determining the orders of p and q when both of them are non-zero. The Durbin-Levinson algorithm and Innovation algorithm (Brockwell and Davis 1987) are used as recur-sive methods for computing best linear predictors in an ARMA(p,q)model. These algorithms are modified to yield an effective method for ARMA model identification so that the values of order p and q can be determined from them. The new method is developed and its validity and usefulness is illustrated by many theoretical examples. This method can also be applied to an real world data.

Multivariable Nonlinear Model Predictive Control of a Continuous Styrene Polymerization Reactor

  • Na, Sang-Seop;Rhee, Hyun-Ku
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1999년도 제14차 학술회의논문집
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    • pp.45-48
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    • 1999
  • Model predictive control algorithm requires a relevant model of the system to be controlled. Unfortunately, the first principle model describing a polymerization reaction system has a large number of parameters to be estimated. Thus there is a need for the identification and control of a polymerization reactor system by using available input-output data. In this work, the polynomial auto-regressive moving average (ARMA) models are employed as the input-output model and combined into the nonlinear model predictive control algorithm based on the successive linearization method. Simulations are conducted to identify the continuous styrene polymerization reactor system. The input variables are the jacket inlet temperature and the feed flow rate whereas the output variables are the monomer conversion and the weight-average molecular weight. The polynomial ARMA models obtained by the system identification are used to control the monomer conversion and the weight-average molecular weight in a continuous styrene polymerization reactor It is demonstrated that the nonlinear model predictive controller based on the polynomial ARMA model tracks the step changes in the setpoint satisfactorily. In conclusion, the polynomial ARMA model is proven effective in controlling the continuous styrene polymerization reactor.

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시계열자료에서 결측치 추정방법의 비교 (The Comparison of Imputation Methods in Time Series Data with Missing Values)

  • 이성덕;최재혁;김덕기
    • Communications for Statistical Applications and Methods
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    • 제16권4호
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    • pp.723-730
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    • 2009
  • 시계열의 결측값은 미지의 모수로 취급될 수 있으며 최대우도방법 또는 확률변수방법에 의해 추정할 수 있으며 또한 주어진 자료 하에서 미지의 값에 대한 조건부기대치로 예측할 수 있다. 이 연구의 주된 목적은 불완전한 자료에 대해 ARMA 모형을 적용하여 두 가지 추정방법인 최대우도추정방법과 확률변수방법을 이용해 결측값을 대체하는 방법을 비교하는데 있다. 사례분석을 위해 한국질병관리본부에서 전산보고 하고 있는 전염병 자료 중에서 2001${\sim}$2006년 동안의 월별 Mumps 자료를 이용하여 앞의 두 가지 추정방법을 예측오차제곱합(SSF)을 구하여 비교한다.