サポートベクターマシンを使った株式バブルの解析と予測

• Project/Area Number: 20653012
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Economic statistics
• Research Institution: Osaka City University
• Principal Investigator: 高田 輝子 大阪市立大学, 大学院・経済学研究科, 准教授 (30347504)
• Project Period (FY): 2008 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000); Fiscal Year 2010: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000); Fiscal Year 2009: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000); Fiscal Year 2008: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: 機械学習 / ノンパラメトリック

Research Abstract

本研究の目的は、学習機械サポートベクターマシン(SVM)と研究代表者の提案するノンパラメトリック局所相関分析法による、金融バブル生成・崩壊の予測及びメカニズム解明である。バブル期のデータは少ない一方で関連要因は非常に多く、高精度な金融バブルの予測・分析は原理的に極めて難しい問題である。
本年度は昨年度のような相分類のための前処理はあまり行わずに、金融市場の強気相場(上昇局面)と弱気相場(下落局面)の分類を、SVMを用いて行うことを試みた。市場規模が世界最大の株式市場であるニューヨーク証券取引所の株価指数について、株価変化率のモーメントを入力情報として、SVMによる金融市場の局面を分類することに成功した。また入力変数の状態と相の境界領域(サポートベクター)との関係を可視化したハザードマップも提案した。これにより、金融バブルの原因因子を入力変数とした場合は、相転移との因果関係を解析することが可能になった。このようなサポートベクターの利用方法は前例が無く、極めて画期的である。またNYSE株価指数について上記のSVMによる相分類を利用した投資法を応用した結果は、NYSE株価指数の収益率を有意に上回るものとなった。以上の結果はCSDA-CFE2010において発表し、現在論文投稿準備中である。
局所相関分析法については、相転移現象を含むような現象のデータについて、小さいサイズでもロバストかつ効率的に推計できるまでに精度を向上させた(DMKD2011)。ハザードマップと局所相関構造図を合わせて利用することで、因果関係解明へ向けたより深い分析を可能にした。

Research Products

• [Journal Article] Mining local and tail dependence structures based on pointwise mutual information (2011)
  • Author(s): Teruko Takada
  • Journal Title: Data Mining and Knowledge Discovery Volume: (掲載決定)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Local Dependence Structure Mining by Mutual Information : A new approach for risk management (2010)
  • Author(s): Teruko Takada
  • Journal Title: OCU-GSB Working Paper No.201003 Pages: 1-25
• [Journal Article] Simulated minimum Hellinger distance estimation of stochastic volatility models (2009)
  • Author(s): Teruko Takada
  • Journal Title: Computational Statistics and Data Analysis 53(6) Pages: 2390-2403
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Asymptotic and qualitative performance of nonparametric density estimators : A comparative study (2008)
  • Author(s): Teruko Takada
  • Journal Title: The Econometrics Journal 11(3) Pages: 554-572
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Phase classification by Support Vector Machine (2010)
  • Author(s): Teruko Takada
  • Organizer: 4^<th> CSDA International Conference on Computational and Financial Econometrics(CFE'10)
  • Place of Presentation: Senate House, University of London, UK
  • Year and Date: 2010-12-11
• [Presentation] 金融市場における相転移の時空間構造の自動抽出と予測 (2010)
  • Author(s): 高田輝子
  • Organizer: 情報処理学会(第72回)全国大会
  • Place of Presentation: 東京大学
  • Year and Date: 2010-03-11
• [Presentation] ノンパラメトリック確率密度推計によるリスク-リターン関係の分類 (2009)
  • Author(s): 高田輝子
  • Organizer: 2009年度 統計関連学会連合大会
  • Place of Presentation: 同志社大学
  • Year and Date: 2009-09-09
• [Presentation] Extracting Phases of Financial Markets (2009)
  • Author(s): Teruko Takada
  • Organizer: The Fourth International Workshop on Data-Mining and Statistical Science (DMSS2009)
  • Place of Presentation: Kyoudai Kaikan, Kyoto
  • Year and Date: 2009-07-07
• [Presentation] Mining and Visualizing Local Dependence among Financial Data (2008)
  • Author(s): Teruko Takada
  • Organizer: The Third International Workshop on Data-Mining and Statistical Science (DMSS2008)
  • Place of Presentation: Tokyo Institute of Technology, Tokyo
  • Year and Date: 2008-09-26
• [Presentation] Nonlinear local dependence analysis with application to stock price changes and volume (2008)
  • Author(s): Teruko Takada
  • Organizer: The 2008 Far Eastern and South Asian Meeting of the Econometric Society (FEMES-S AMES 2008)
  • Place of Presentation: Singapore Management University, Singapore
  • Year and Date: 2008-07-16
• [Presentation] Local dependence analysis using mutual information (2008)
  • Author(s): Teruko Takada
  • Organizer: The 2008 International Symposium on Econometric Theory and Applications (SETA2008)
  • Place of Presentation: Seoul National University, Seoul, Korea
  • Year and Date: 2008-05-29