• Title/Summary/Keyword: MCMC method

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A tutorial on generalizing the default Bayesian t-test via posterior sampling and encompassing priors

  • Faulkenberry, Thomas J.
    • Communications for Statistical Applications and Methods
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    • 제26권2호
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    • pp.217-238
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    • 2019
  • With the advent of so-called "default" Bayesian hypothesis tests, scientists in applied fields have gained access to a powerful and principled method for testing hypotheses. However, such default tests usually come with a compromise, requiring the analyst to accept a one-size-fits-all approach to hypothesis testing. Further, such tests may not have the flexibility to test problems the scientist really cares about. In this tutorial, I demonstrate a flexible approach to generalizing one specific default test (the JZS t-test) (Rouder et al., Psychonomic Bulletin & Review, 16, 225-237, 2009) that is becoming increasingly popular in the social and behavioral sciences. The approach uses two results, the Savage-Dickey density ratio (Dickey and Lientz, 1980) and the technique of encompassing priors (Klugkist et al., Statistica Neerlandica, 59, 57-69, 2005) in combination with MCMC sampling via an easy-to-use probabilistic modeling package for R called Greta. Through a comprehensive mathematical description of the techniques as well as illustrative examples, the reader is presented with a general, flexible workflow that can be extended to solve problems relevant to his or her own work.

Bayesian and maximum likelihood estimations from exponentiated log-logistic distribution based on progressive type-II censoring under balanced loss functions

  • Chung, Younshik;Oh, Yeongju
    • Communications for Statistical Applications and Methods
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    • 제28권5호
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    • pp.425-445
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    • 2021
  • A generalization of the log-logistic (LL) distribution called exponentiated log-logistic (ELL) distribution on lines of exponentiated Weibull distribution is considered. In this paper, based on progressive type-II censored samples, we have derived the maximum likelihood estimators and Bayes estimators for three parameters, the survival function and hazard function of the ELL distribution. Then, under the balanced squared error loss (BSEL) and the balanced linex loss (BLEL) functions, their corresponding Bayes estimators are obtained using Lindley's approximation (see Jung and Chung, 2018; Lindley, 1980), Tierney-Kadane approximation (see Tierney and Kadane, 1986) and Markov Chain Monte Carlo methods (see Hastings, 1970; Gelfand and Smith, 1990). Here, to check the convergence of MCMC chains, the Gelman and Rubin diagnostic (see Gelman and Rubin, 1992; Brooks and Gelman, 1997) was used. On the basis of their risks, the performances of their Bayes estimators are compared with maximum likelihood estimators in the simulation studies. In this paper, research supports the conclusion that ELL distribution is an efficient distribution to modeling data in the analysis of survival data. On top of that, Bayes estimators under various loss functions are useful for many estimation problems.

확률적 방법에 기반한 화학 반응 모형의 모수 추정 방법 (An estimation method for stochastic reaction model)

  • 최보승
    • Journal of the Korean Data and Information Science Society
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    • 제26권4호
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    • pp.813-826
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    • 2015
  • 본 연구는 화학 반응 모형의 추정 문제를 다루고 있다. 화학 반응 모형이란 생화학 분야에서 종(species) 들 간의 상호작용을 통한 변화 과정을 설명하기 위한 모형으로 생화학 분야 뿐 만 아니라 질병의 확산과정을 설명하는데 적용하는 모형이다. 본 연구에서는 화학 반응 모형 안에서 종들의 움직임이 확률적이라는 가정하에 Gillespie 알고리즘을 이용하여 모형 추정을 위한 우도함수를 구축하였다. 제한적인 자료구조 하에서 베이지안 접근법에 기반하여 MCMC (Markov chain Monte Carlo)방법에 기반한 모수의 추정 방법을 제안하였다. 제안된 방법들은 생태계 포식자-피식자 관계를 설명하기 위한 Lotka-Volterra 모형과 유전자 전사 (gene transcription) 과정을 설명하기 위한 L1 retrotransposition 모형에 적용하였다. 그 결과 우수한 추정 결과를 보였다.

혼합분포모형의 매개변수 추정방법 비교 (Comparison of Three Parameter Estimation Methods for Mixture Distributions)

  • 신주영;김수영;김태림;허준행
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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    • pp.45-45
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    • 2017
  • 상이한 자연현상으로 발생된 자료들은 때때로 통계적으로 다른 특성을 가지는 경우가 있다. 이런 자료들은 다른 두 개 이상의 모집단에서 자료가 발생한 것으로 가정할 수 가 있다. 기존에 널리 사용되어온 분포형 모형의 경우 단일한 모집단으로부터 자료가 발생한다는 가정하에서 개발된 모형들로 위에서 언급한 자료들을 적절히 모의할 수 없다. 이런 상이한 모집단에서 발생된 자료를 모형화 하기 위해서 혼합분포모형(mixture distribution)이 개발되었다. 홍수나 가뭄 등과 같은 극치 사상의 경우 다양한 자연현상들로부터 발생하기에 혼합분포모형을 적용할 경우 보다 정확한 모의가 가능하다. 혼합분포모형은 두 개 이상의 비혼합분포모형들을 가중합하여 만들어진다. 혼합 분포모형의 형태로 인하여 기존의 분포형 모형의 매개변수 추정 모형으로 널리 사용되던 최우도법 (maximum likelihood method), 모멘트법(method of moment), 확률가중모멘트법 (probability weighted moment method) 등을 이용하여 혼합분포모형의 매개변수를 추정하는 것이 용이 하지 않다. 혼합분포모형의 매개변수 추정 방법으로는 Expectation-Maximization (EM) 알고리즘, Meta-Heuristic Maximum Likelihood (MHML) 방법, Markov Chain Monte Carlo (MCMC) 방법 등이 적용되고 있다. 현재까지 수자원 분야에서 사용되는 극치 자료를 혼합분포모형을 이용하여 모의할 때 매개변수 추정방법에 따른 특성에 대한 연구가 진행되지 않았다. 본 연구에서는 우리나라 연최대강우량 자료를 이용하여 혼합분포모형의 매개변수 추정방법 (EM 알고리즘, MHML 방법, MCMC 방법) 들의 특성들을 비교 분석하였다. 혼합분포모형으로는 Gumbel-Gumbel 혼합분포 모형을 적용하였다. 본 연구의 결과는 향후 혼합분포모형을 이용한 연구에 좋은 기초자료로 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

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Hierarchical Bayes Analysis of Longitudinal Poisson Count Data

  • 김달호;신임희;최인순
    • Journal of the Korean Data and Information Science Society
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    • 제13권2호
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    • pp.227-234
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    • 2002
  • In this paper, we consider hierarchical Bayes generalized linear models for the analysis of longitudinal count data. Specifically we introduce the hierarchical Bayes random effects models. We discuss implementation of the Bayes procedures via Markov chain Monte Carlo (MCMC) integration techniques. The hierarchical Baye method is illustrated with a real dataset and is compared with other statistical methods.

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Bayesian Variable Selection in the Proportional Hazard Model

  • Lee, Kyeong-Eun
    • Journal of the Korean Data and Information Science Society
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    • 제15권3호
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    • pp.605-616
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    • 2004
  • In this paper we consider the proportional hazard models for survival analysis in the microarray data. For a given vector of response values and gene expressions (covariates), we address the issue of how to reduce the dimension by selecting the significant genes. In our approach, rather than fixing the number of selected genes, we will assign a prior distribution to this number. To implement our methodology, we use a Markov Chain Monte Carlo (MCMC) method.

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마르코프 연쇄 몬테 카를로 샘플링과 부분집합 시뮬레이션을 사용한 컨테이너 크레인 계류 시스템의 신뢰성 해석 (Reliability Analysis of Stowage System of Container Crane using Subset Simulation with Markov Chain Monte Carlo Sampling)

  • 박원석;옥승용
    • 한국안전학회지
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    • 제32권3호
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    • pp.54-59
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    • 2017
  • This paper presents an efficient finite analysis model and a simulation-based reliability analysis method for stowage device system failure of a container crane with respect to lateral load. A quasi-static analysis model is introduced to simulate the nonlinear resistance characteristics and failure of tie-down and stowage pin, which are the main structural stowage devices of a crane. As a reliability analysis method, a subset simulation method is applied considering the uncertainties of later load and mechanical characteristic parameters of stowage devices. An efficient Markov chain Monte Carlo (MCMC) method is applied to sample random variables. Analysis result shows that the proposed model is able to estimate the probability of failure of crane system effectively which cannot be calculated practically by crude Monte Carlo simulation method.

Direct tracking of noncircular sources for multiple arrays via improved unscented particle filter method

  • Yang Qian;Xinlei Shi;Haowei Zeng;Mushtaq Ahmad
    • ETRI Journal
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    • 제45권3호
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    • pp.394-403
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    • 2023
  • Direct tracking problem of moving noncircular sources for multiple arrays is investigated in this study. Here, we propose an improved unscented particle filter (I-UPF) direct tracking method, which combines system proportional symmetry unscented particle filter and Markov Chain Monte Carlo (MCMC) algorithm. Noncircular sources can extend the dimension of sources matrix, and the direct tracking accuracy is improved. This method uses multiple arrays to receive sources. Firstly, set up a direct tracking model through consecutive time and Doppler information. Subsequently, based on the improved unscented particle filter algorithm, the proposed tracking model is to improve the direct tracking accuracy and reduce computational complexity. Simulation results show that the proposed improved unscented particle filter algorithm for noncircular sources has enhanced tracking accuracy than Markov Chain Monte Carlo unscented particle filter algorithm, Markov Chain Monte Carlo extended Kalman particle filter, and two-step tracking method.

Bayesian Outlier Detection in Regression Model

  • Younshik Chung;Kim, Hyungsoon
    • Journal of the Korean Statistical Society
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    • 제28권3호
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    • pp.311-324
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    • 1999
  • The problem of 'outliers', observations which look suspicious in some way, has long been one of the most concern in the statistical structure to experimenters and data analysts. We propose a model for an outlier problem and also analyze it in linear regression model using a Bayesian approach. Then we use the mean-shift model and SSVS(George and McCulloch, 1993)'s idea which is based on the data augmentation method. The advantage of proposed method is to find a subset of data which is most suspicious in the given model by the posterior probability. The MCMC method(Gibbs sampler) can be used to overcome the complicated Bayesian computation. Finally, a proposed method is applied to a simulated data and a real data.

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서울시 아파트 가격 추세의 모형화 (Modeling the Trend of Apartment Market Price in Seoul)

  • 황은연;권용찬;장동익;이재용;오희석
    • Communications for Statistical Applications and Methods
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    • 제15권2호
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    • pp.173-191
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    • 2008
  • 본 연구의 목적은 최근의 서울시 아파트 가격 추세를 동적선형모형에 적합하여 분석하는 것이다. 이를 위하여 국민은행에서 제공하는 "KB 아파트 시세" 자료의 서울시 30평대별 아파트 평당 매매가를 이용하였다. 시점은 2003년 6월 24일부터 2006년 8월 28일까지로 제한하였다. 탐색적 자료분석을 통해 서울시 30평대 아파트 가격의 추세는 크게 두 지역으로 구분되어지는 것을 알 수 있었다. 아파트 가격은 구분된 지역의 공통 추세와 각구별 특성으로 표현될 수 있다고 가정하고, 베이즈적 방법인 MCMC를 이용하여 동적선형모형을 추정하였다.