mcmc方法结合贝叶斯方法更新wiener模型漂移系数和扩散系数的代码
时间: 2024-02-29 18:53:30 浏览: 112
以下是一份使用MCMC方法结合贝叶斯方法更新wiener模型漂移系数和扩散系数的Python代码示例:
```python
import numpy as np
import scipy.stats as stats
# 设置模型参数
T = 1.0
N = 1000
dt = T/N
# 生成随机数
dW = np.random.normal(0, np.sqrt(dt), N)
# 设置先验分布
mu_0 = 0.0
sigma_0 = 1.0
a_0 = 1.0
b_0 = 1.0
# 初始化参数
mu = 0.0
sigma = 1.0
# 开始MCMC采样
n_samples = 10000
samples = np.zeros((n_samples, 2))
for i in range(n_samples):
# 更新漂移系数
mu_proposed = np.random.normal(mu, 0.1)
prior_mu = stats.norm(mu_0, sigma_0).pdf(mu_proposed)
likelihood_mu = np.exp(-np.sum((mu_proposed*dt + np.cumsum(dW))**2)/(2*T*sigma**2))
prior_ratio_mu = stats.norm(mu_0, sigma_0).pdf(mu) / stats.norm(mu_0, sigma_0).pdf(mu_proposed)
likelihood_ratio_mu = likelihood_mu / np.exp(-np.sum((mu*dt + np.cumsum(dW))**2)/(2*T*sigma**2))
acceptance_ratio_mu = min(1.0, prior_ratio_mu * likelihood_ratio_mu)
if np.random.uniform() < acceptance_ratio_mu:
mu = mu_proposed
# 更新扩散系数
sigma_proposed = np.random.gamma(a_0 + N/2, 1/(b_0 + np.sum((mu*dt + np.cumsum(dW))**2)/(2*T)))
prior_sigma = stats.invgamma(a_0, scale=b_0).pdf(sigma_proposed)
likelihood_sigma = stats.invgamma(a_0 + N/2, scale=b_0 + np.sum((mu*dt + np.cumsum(dW))**2)/(2*T)).pdf(sigma_proposed)
prior_ratio_sigma = stats.invgamma(a_0, scale=b_0).pdf(sigma) / stats.invgamma(a_0, scale=b_0).pdf(sigma_proposed)
likelihood_ratio_sigma = likelihood_sigma / stats.invgamma(a_0 + N/2, scale=b_0 + np.sum((mu*dt + np.cumsum(dW))**2)/(2*T)).pdf(sigma)
acceptance_ratio_sigma = min(1.0, prior_ratio_sigma * likelihood_ratio_sigma)
if np.random.uniform() < acceptance_ratio_sigma:
sigma = sigma_proposed
# 存储参数
samples[i, 0] = mu
samples[i, 1] = sigma
# 输出后验分布
print("mu posterior: mean = {}, std = {}".format(np.mean(samples[:, 0]), np.std(samples[:, 0])))
print("sigma posterior: mean = {}, std = {}".format(np.mean(samples[:, 1]), np.std(samples[:, 1])))
```
在上述代码中,我们使用了正态分布和逆Gamma分布分别作为漂移系数和扩散系数的先验分布,并使用MCMC方法来更新这些参数的后验分布。具体来说,我们使用了numpy的random模块生成随机的Wiener过程,使用了scipy的stats模块表示正态分布和逆Gamma分布先验分布,并在每次迭代中计算先验分布、似然函数、比率和接受率,以更新参数。
需要注意的是,上述代码中的参数和先验分布都是根据一维Wiener过程设置的,如果使用其他类型的随机过程,则需要根据具体情况进行调整。此外,MCMC方法通常需要进行大量的迭代,以达到稳定的后验分布,因此需要进行一定的计算优化和调整。
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