Importance Sampling cho sự kiện hiếm và quyền chọn
Tìm hiểu cách tái trọng số bằng tỷ số khả năng xảy ra giữ nguyên kỳ vọng, cách nghiêng mũ làm giảm phương sai sự kiện hiếm và cách suy biến trọng số có thể phá hỏng mô phỏng quyền chọn
Câu trả lời trực tiếp
Importance sampling mô phỏng theo một độ đo đề xuất thường xuyên đi qua các kết quả hiếm quan trọng, sau đó khôi phục kỳ vọng ban đầu bằng một tỷ số khả năng xảy ra. Một đề xuất được chọn tốt có thể cắt giảm phương sai đáng kể; một đề xuất kém có thể tạo ra trọng số không ổn định hoặc thậm chí có phương sai vô hạn
Thay đổi độ đo vẫn giữ nguyên mục tiêu
Với độ đo mục tiêu P, độ đo đề xuất Q và payoff h, E_P[h(X)]=E_Q[h(X)dP/dQ(X)] khi đạo hàm Radon–Nikodym hợp lệ
Bộ ước lượng Monte Carlo lấy trung bình h(X_i)w(X_i) cho các mẫu X_i từ Q và trọng số w=dP/dQ
Trọng số chính xác giữ cho bộ ước lượng thông thường không chệch; thay đổi quy luật lấy mẫu mà không có trọng số sẽ thay đổi đại lượng được ước lượng
Đề xuất nên khiến đóng góp trở nên phổ biến
Mô phỏng thô lãng phí các đường đi khi payoff deep out-of-the-money hoặc sự kiện vỡ nợ gần như luôn bằng zero
Một Q hữu ích chuyển xác suất về phía các trạng thái có |h| lớn, đồng thời giữ cho đóng góp có trọng số tương đối đồng đều
Với một hàm tích phân không âm, đề xuất phương sai bằng zero không thể đạt được có tỷ lệ với h(x)p(x), vì nó đòi hỏi chính kỳ vọng chưa biết
Nghiêng mũ sử dụng hình học của sự kiện hiếm
Một phép nghiêng mũ tái trọng số các kết quả bằng exp(θX) và chuẩn hóa bằng hàm sinh moment
Phân tích độ lệch lớn hoặc điểm yên có thể chọn θ để mục tiêu hiếm trở nên điển hình dưới Q
Với đường đi, barrier, nhiều dạng thua lỗ hoặc đuôi dày, một độ nghiêng cố định có thể thất bại và có thể cần các đề xuất phụ thuộc trạng thái, thích nghi hoặc hỗn hợp
Tài chính có nhiều bài toán payoff thưa
Importance sampling có thể tăng tốc quyền chọn giá thực hiện sâu, barrier, khoản lỗ tín dụng, đuôi phơi nhiễm và một số ước lượng Greek theo tỷ số khả năng xảy ra
Mọi thay đổi drift hoặc cú sốc phải đi kèm đúng tỷ số khả năng xảy ra đầy đủ theo toàn bộ đường đi, không chỉ hiệu chỉnh mật độ tại thời điểm cuối
Chiết khấu, động lực trung lập với rủi ro, rời rạc hóa, dừng sớm và việc theo dõi phụ thuộc đường đi phải khớp với mục tiêu định giá ban đầu
Suy biến trọng số có thể xóa sạch lợi ích
Nếu Q gán quá ít xác suất cho nơi h có ý nghĩa, một vài trọng số khổng lồ có thể chi phối ước lượng
Trung bình có thể tồn tại trong khi E_Q[(hw)²] là vô hạn, khiến phương sai thông thường và khoảng tin cậy theo định lý giới hạn trung tâm không hợp lệ
Log trọng số ngăn underflow số học, nhưng không sửa được support bị thiếu, phương sai vô hạn hoặc một đề xuất bỏ sót một mode quan trọng khác
Chẩn đoán cho thấy vấn đề nhưng không chứng nhận
Theo dõi histogram trọng số, tỷ lệ lớn nhất, hệ số biến thiên, kích thước mẫu hiệu dụng và đóng góp theo trạng thái hoặc cụm đường đi
Trọng số tự chuẩn hóa có thể hữu ích khi chưa biết hằng số chuẩn hóa, nhưng bộ ước lượng tỷ số tạo ra nhìn chung bị chệch với mẫu hữu hạn
Kích thước mẫu hiệu dụng cao tự nó không phải bằng chứng về độ chính xác nếu đề xuất không bao giờ phát hiện một vùng có liên quan
Xác thực bằng cách so sánh các ngân sách tính toán bằng nhau
Chạy bộ ước lượng mô phỏng thô và importance-sampled với các lần lặp độc lập, cùng rời rạc hóa và tổng chi phí tương đương
Kiểm tra phương sai mẫu, độ bao phủ của khoảng tin cậy, độ chệch, độ bao phủ vùng hiếm, độ nhạy của đề xuất và tính ổn định khi sự kiện trở nên hiếm hơn
Dùng benchmark phân tích hoặc benchmark biến đổi khi có, đồng thời giữ một thành phần hỗn hợp phòng thủ để duy trì support rộng
Câu hỏi thường gặp
Importance sampling là gì?
Đó là Monte Carlo dưới một độ đo lấy mẫu khác, được hiệu chỉnh bằng tỷ số khả năng xảy ra để giữ lại kỳ vọng mục tiêu ban đầu
Vì sao nó hữu ích cho sự kiện hiếm?
Nó tạo ra nhiều đường đi hơn trong vùng payoff hoặc thua lỗ thay vì chờ các đóng góp hiếm xuất hiện trong mô phỏng thô
Bộ ước lượng importance-sampling có luôn không chệch không?
Bộ ước lượng được trọng số chính xác thông thường là không chệch khi có các điều kiện về support và khả tích; các biến thể tự chuẩn hóa nhìn chung không không chệch với mẫu hữu hạn
Suy biến trọng số là gì?
Đó là trạng thái một vài trọng số cực đoan mang gần như toàn bộ giá trị ước lượng, tạo ra phương sai mong manh và thông tin hiệu dụng kém