隠れMarkovモデルとレジーム転換
隠れレジーム、遷移行列、出力分布、フィルタリング、平滑化、状態復号を理解し、強気・弱気市場分類の限界を解説します。
Mark編集 · 一次情報は記事末尾に掲載
要点
隠れMarkovモデルは、観測が見えない離散状態から生成され、状態が Markov 遷移行列に従って変わると仮定します。各レジームはリターン平均やボラティリティなど固有の出力分布を持ちます。フィルタリングは現在利用可能なデータでレジーム確率を推定し、平滑化は未来観測で過去確率を修正し、Viterbi 復号は最も可能な一つの状態経路を選びます。レジームは観測事実でなくモデルラベルであり、出力、持続性、状態数、構造安定性、実時間性能に依存します。
レジームは離散的な潜在状態です
連続的な潜在トレンドと異なり、HMM 状態は各日付で有限ラベルの一つを取ります。
Markov 性は、現在状態が分かれば次状態の分布は遠い過去全体でなく現在状態だけに依存することです。
強気、弱気、平穏、危機は推定後の解釈です。モデルは分布と遷移を識別し、経済的名称は発見しません。
遷移が持続性を決めます
遷移行列は今日の状態から明日の各状態へ移る確率を与え、各行の合計は一です。
大きい対角確率は持続的なレジームを作ります。標準的な時間同質 HMM では状態期間が幾何分布になります。
実際の期間形状が違う、または共変量で遷移確率が変わるなら semi-Markov や時変遷移モデルが適します。
出力分布が状態と観測を結びます
出力分布は各状態でリターン、ボラティリティ指標、スプレッド、複数信号がどう振る舞うか定めます。
Gaussian 出力は便利でも厚い裾を人工的な高ボラ状態へ分ける場合があり、状態別 t 分布なら物語が変わります。
変数は宣言した日付に利用可能で適切に尺度化します。分布が大きく重なると持続性が高くても区別は困難です。
フィルタリング・平滑化・復号は異なります
前向きフィルターは観測ごとに確率を更新し、リアルタイム判断に関係する出力です。
後向き平滑化は全標本で過去確率を修正します。Viterbi は結合確率最大の経路で、日付ごとの最大周辺確率とは限りません。
整った平滑強弱チャートは実時間の確信を誇張します。フィルター確率と後の修正を併記します。
推定だけで状態数は決まりません
EM などの尤度法は状態確率とパラメータ更新を交互に行い、局所最適へ収束することがあります。
状態ラベルは尤度を変えず入れ替えられ、平均やボラティリティ順に並べるのは報告上の慣例です。
状態増加は柔軟性を足し、外れ値周辺の小レジームも作ります。情報量基準、安定性、解釈、標本外予測で選びます。
レジーム確率は宣言ではありません
フィルター危機確率 70% は適合モデル内の不確実性で、市場が客観的危機状態という証明ではありません。
予測は確率と遷移動態で状態別結果を加重します。ハード分類は不確実性を捨て、急な回転を作り得ます。
戦略リターンを見て閾値を選べばデータスヌーピングです。判断規則には費用、遅延、標本外手順が要ります。
金融レジームは変化も消滅もします
Markov 転換は強弱相場の平均、低高ボラティリティ、信用スプレッド緊張、景気成長状態を表せます。
一つの遷移行列は持続性の安定を仮定します。政策、市場構造、危機は遷移や出力パラメータを恒久的に変えます。
構造変化を反復レジームと誤認し、連続ボラ過程を任意の箱に押し込むことがあります。単純な代替と比べます。
レジーム証拠を監査可能にします
変数、頻度、前処理、状態数、出力族、遷移行列、初期化、局所最適探索、パラメータ不確実性を報告します。
フィルター・平滑確率、期待期間、状態重複、予測スコア、分類修正、標本終端への感度を示します。
レジームラベルを確率モデルの要約として使い、後知恵で完璧な市場判断やリターンの因果説明にはしません。
よくある質問
HMMは真の強気・弱気市場を発見しますか?
いいえ。潜在分布状態を推定し、証拠が支えるとき分析者がレジームと解釈します。
平滑レジームが実時間信号より良く見えるのは?
各日付より後の観測を使い、当時不可能だった後知恵の修正をするためです。
隠れ状態はいくつ使いますか?
普遍的な数はありません。安定性、適合、解釈、希少状態の大きさ、標本外性能を比べます。
遷移確率は何を示しますか?
現在状態を条件とする次状態のモデル確率で、対角要素が持続性を左右します。
出典
この考え方を自分のオプションに当てはめる
契約と目標を選ぶと、価格・時間・ボラティリティの前提を一つの分析で確認できます
自分のオプションを分析する(英語)