장기억 과정에서 빠른 베이지안 변화점검출 = A Fast Bayesian Detection of Change Points Long-Memory Processes

국문 초록 (Abstract)

이 논문에서는 장기억 과정에서의 변화점을 빨리 검출하는 베이지안 추론방법에 대해 알아본다. 장기억 과정에서의 베이지안 추정은 장기억 모수값에 따라 전체 자료에 대한 부분차분을 계산해야 하기 때문에 수행시간이 많이 걸린다는 문제가 있다. 이 논문에서는 이러한 문제를 해결하고자 장기억 모수공간을 그룹화하여 순서형으로 범주화시킨 후 설명력이 가장 높은 범주의 대표값을 선택하게 하였다. 이 방법은 초기단계에서 범주의 대표값에 대해 한번씩만 부분차분을 계산하면 되기 때문에, 매번 계산해야 하는 추정하는 방법보다, 특히 시계열자료의 수가 많은 경우, 상대적으로 빠른 베인지안 추론이 가능하다. 또한 장기억 모수공간이 (0,0.5) 이기 때문에 모수공간을 적절하게 그룹화한다면 장기억 모수를 선택하는 것이 모수를 추정하는 것에 비해 큰 차이가 없다. 이 논문에서는 나일강 수위자료 실증분석을 통해 제안된 방법의 타당성을 확인해본다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this paper, we introduce a fast approach for Bayesian detection of change points in long-memory processes. Since a heavy computation is needed to evaluate the likelihood function of long-memory processes, a method for simplifying the computational process is required to efficiently implement a Bayesian inference. Instead of estimating the parameter, we consider selecting a element from the set of possible parameters obtained by categorizing the parameter space. This approach simplifies the detection algorithm and reduces the computational time to detect change points. Since the parameter space is (0, 0.5), there is no big difference between the result of parameter estimation and selection under a proper fractionation of the parameter space. The analysis of Nile river data showed the validation of the proposed method.

참고문헌 (Reference)

1 Hidalgo, J, "Testing for structural change in a long-memory environment" 70 : 159-174, 1996

2 Wright, J. H, "Testing for a structural break at unknown data with long-memory disturbances" 19 : 369-376, 1998

3 Beran, J, "Testing for a change of the long-memory parameter" 83 : 627-638, 1996

4 Chan, N. H, "State space modeling of long-memory processes" 26 : 719-739, 1998

5 Haslett, J, "Space-time modelling with long-memory dependence: Assessing Ire-land's wind power resource" 38 : 1-50, 1989

6 Green, P. J, "Reversible jump Markov chain Monte Carlo computation and Bayesian model determi-nation" 82 : 711-732, 1995

7 Chib, S, "Estimation and comparison of multiple change-point models" 86 : 211-241, 1998

8 Kuan, C. M, "Change-point estimation of fractionally integrated processes" 19 : 693-708, 1998

9 Ko, K, "Bayesian wavelet-based methods for the detection of multiple changes of the long memory parameter" 54 : 4461-4470, 2006

10 Ray, B. K, "Bayesian methods for change-point detection in long-range dependent processes" 23 : 687-705, 2002

11 McCulloch, R. E, "Bayesian inference and prediction for mean and variance shifts in autoregressive time series" 88 : 968-978, 1993

12 Liu, S. I, "Bayesian analysis for multiple changes of the long memory parameter" Graduate Institute of Statistics, National Central University 1999