ヨーロッパバスケットオプションの価格設定の進展
ディープラーニングを使ってバスケットオプションの価格精度を向上させる。
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目次
オプション価格設定は金融の重要なトピックで、特に金融デリバティブを取引する人にとっては大事だよ。一般的なオプションの一つにバスケットオプションってのがあって、これは複数の基礎資産の合成パフォーマンスに基づいて取引できる金融契約なんだ。たとえば、複数の株に一緒に投資したいなら、バスケットオプションを使うことがある。その目的は、トレーダーが情報に基づいた決定を下せるようにするために、これらのオプションの公正な価格を見つけること。
ジャンプ-ディフュージョンモデルの理解
これらのバスケットオプションの価格を正確に設定するために、ジャンプ-ディフュージョンモデルをよく使うんだ。これらのモデルは、資産の価格が常にスムーズに変わるわけじゃないことを認識してる。時には、悪いニュースの後に株価が急落するような予想外のイベントで、突然急激に変わることもある。
ジャンプ-ディフュージョンモデルは、通常の価格変化(ディフュージョン)と突然のジャンプの両方を含んでる。これら二つの側面を組み合わせることで、実際の市場の動きにより良く対応できるようになる。マートンモデルは、段階的な変化と突然のジャンプの両方を考慮するよく知られたジャンプ-ディフュージョンモデルの一つなんだ。
オプション価格設定の課題
オプション、特にバスケットオプションのような複雑なものの価格設定は結構難しい。重要な問題は、アービトラージができない価格をどうやって計算するかってことで、つまり誰もリスクなしに確実に利益を得られないことを意味する。資産の数が増えると特に難しくなるんだ。バスケットにもっと多くの資産を含めるほど、計算が複雑になる。
伝統的なオプション価格設定方法は、基礎資産の数が増えるにつれて苦労することがある。少数の資産にはうまくいくかもしれないけど、多くの資産に対処しようとすると失敗することがあるんだ。これを「次元の呪い」と呼ぶことがよくある。
オプション価格設定の現代的アプローチ
これらの課題を克服するために、研究者たちはディープラーニングのような高度な方法を探ってる。ディープラーニングは、データに基づいて結果を分析・予測するために人工神経ネットワークを使うんだ。この文脈で、ディープラーニングを使ってバスケットオプションの価格設定を改善することができる。
現代的なアプローチでは、ディープニューラルネットワークを使ってオプション価格を計算する方法を開発してる。この方法では、オプション価格設定の問題を時間をかけて段階的に解決できる数学的な方程式に変換するんだ。一度にすべてを計算するのではなく、小さなタスクに分けて扱いやすくしてる。
モデルの設定
我們的焦点是定价欧洲特色篮子看涨期权。这意味着我们想知道给持有人未来以设定价格购买一篮子资产的权力,但没有义务的期权价格。期权可以行使的确切价格被称为行使价格。
このモデルを設定するために、我々は複数の資産とそれらの時間経過における振る舞いを考慮する。各資産は、価格がどれくらいの頻度でジャンプするかなど、自分自身の特性を持ってるかもしれない。これらの特性を考慮することで、潜在的な結果の詳細なイメージを作り出せる。
価格設定におけるディープラーニングの役割
ディープラーニングは我々の方法で重要な役割を果たしてる。オプション価格設定の複雑さに対応するために設計された特別な種類の人工神経ネットワークを使うんだ。このネットワークは、大量のデータから学習して正確な予測をする。各オプション価格をゼロから計算する代わりに、ネットワークは以前に学んだ情報を活用して効率と正確性を向上させる。
計算の各時間ステップで、ネットワークはオプションの価格を近似するのを手助けしてくれる。以前の結果を出発点として使うことで、解決に必要な時間と労力を大幅に削減できる。
問題の分解
我々の方法の大部分は、価格設定の問題を時間価値と内在価値の二つの要素に分解することに関わってる。時間価値は、オプションの価格が満期に近づくにつれてどう変わるかを反映し、内在価値はその即時の価値を表す。これら二つの値を分けることで、計算をより簡単に適用し、正確性を向上させることができる。
この分解により、計算が管理しやすくなり、我々の価格設定方法の信頼性が増すんだ。
極端なケースへの対処
オプション価格設定の世界では、極端なケースが生じることがある。たとえば、資産の価格が大きく変動して、計算結果が高くなったり低くなったりすることがある。これに対処するために、ドメイントランケーション法を導入する。この技術は、計算をより管理しやすい範囲に制限するのに役立ち、こうした極端な状況のためにより正確に値を近似できる。
価格を有限のドメインに投影することで、価格が非常に変動的な資産でも、我々の方法が効果的であり続けるようにしてる。
数値実験
我々のアプローチがうまく機能するか確認するために、一連の数値実験を行ってる。これらのテストでは、伝統的なモンテカルロシミュレーションや我々の高度なディープラーニング法を使って、ヨーロッパのバスケットコールオプションの価格を設定するんだ。
実験では、我々の方法が他の方法と比較してどれだけうまく機能するか、特に複数の資産に直面したときに評価してる。結果は、我々のアプローチが競争力があり、特に高次元設定で効率的であることを示してる。
方法の比較
我々のディープラーニングベースの方法と伝統的なモンテカルロシミュレーションを比較すると、両方の方法が正確な結果を提供できるが、ディープラーニングアプローチの方が速くて効率的なことが多いことが観察される。全体的な解決策があることで、繰り返し計算でかなりの計算時間を節約できるんだ。
ディープラーニングを使う選択肢は、オプションの感応度(「グリークス」とも呼ばれる)の導出などさらなる分析の新しい可能性を開く。これらのメトリクスは、オプション価格が基礎要因の変動にどう変わるかを理解する手助けになる。
結論
結論として、ヨーロッパのバスケットオプションの価格設定はユニークな課題を提供し、特に実際の市場行動を反映するためにジャンプ-ディフュージョンモデルを使用する場合はそうだ。我々の方法は、これらの問題を効果的にナビゲートするためにディープラーニングを利用していて、より正確で効率的な価格設定を可能にしてる。
問題を分解し、ドメイントランケーションを採用することで、我々の方法の堅牢性が向上してる。この研究は、ディープラーニングが現代金融にとって貴重なツールであり、従来の価格設定方法を大幅に改善する機会を提供することを示している。金融の世界が進化し続ける中で、これらの革新的なアプローチがトレーダーやアナリストにより良い情報に基づいた決定を下す手助けをするだろう。
ディープラーニングが金融に統合されることで、計算が加速するだけでなく、オプション価格設定やその先の研究と開発のための新しい道が開けるんだ。
タイトル: A deep implicit-explicit minimizing movement method for option pricing in jump-diffusion models
概要: We develop a novel deep learning approach for pricing European basket options written on assets that follow jump-diffusion dynamics. The option pricing problem is formulated as a partial integro-differential equation, which is approximated via a new implicit-explicit minimizing movement time-stepping approach, involving approximation by deep, residual-type Artificial Neural Networks (ANNs) for each time step. The integral operator is discretized via two different approaches: a) a sparse-grid Gauss--Hermite approximation following localised coordinate axes arising from singular value decompositions, and b) an ANN-based high-dimensional special-purpose quadrature rule. Crucially, the proposed ANN is constructed to ensure the asymptotic behavior of the solution for large values of the underlyings and also leads to consistent outputs with respect to a priori known qualitative properties of the solution. The performance and robustness with respect to the dimension of the methods are assessed in a series of numerical experiments involving the Merton jump-diffusion model.
著者: Emmanuil H. Georgoulis, Antonis Papapantoleon, Costas Smaragdakis
最終更新: 2024-01-12 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://arxiv.org/abs/2401.06740
ソースPDF: https://arxiv.org/pdf/2401.06740
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
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