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2.予測|文献紹介
【株式リターンの予測】
初期の研究は市場価格や財務情報を用いた予測が中心で、全結合層やCNN、LSTMなどからなる比較的単純な
ネットワークが中心(Devadoss and Ligori, 2013; Nelson et al., 2017; Selvin et al., 2017)。
近年では、①これまでのモデルでは取り扱いが難しかった非財務データやオルタナティブデータの利用、②変数
間の関係性をより適切に表現するためのネットワークの工夫が試されている。
研究例*:
• Ding et al. (2015):Embeddingしたニュースデータを使用して、CNNによりS&P500指数や個別株の予測を
実施。
• Hu et al. (2018):Attentionの発展形のモデル(Hybrid Attention Networks)を使用して、ニュースデータ
による株式リターン予測を実施。
• Xu and Cohen (2018):Tweetと過去の株価から株式リターンを予測するモデルを構築。
* Hu et al. (2021) では、使用している深層学習モデル等に応じて、株価やFXの予測を行っている論文のサーベイを行っている。
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2.予測|文献紹介
【株式リターン以外の予測】
株価以外の予測にも多数の研究例が存在。
株式ボラティリティ予測:
• Yang et al. (2020):Earnings Conference Callのスクリプトと音声データを文章→全体単位で統合してボラ
ティリティ予測を実施。
• Sawhney et al. (2020):グラフ畳み込みネットワーク(GCN)を使用して Yang et al. (2020) の改良を提示。
倒産予測:
• Hosaka (2019):日本の上場企業を対象に、財務比率を画像に要約してCNNを用いることで、倒産予測の精度
が改善することを確認。
• Mai et al. (2019):米国の上場企業を対象に、MD&Aを用いることで倒産予測精度の改善を確認。
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2.予測|文献紹介
【Sawhney et al., 2020】
Earnings Conference Callのスクリプトと音声データを使用して、S&P500構成企業の株式ボラティリティ予測
を実施。
スクリプトと音声データを組み合わせた後でグラフ畳み込みネットワーク(GCN)を使用することで、GCNを
使用しない先行研究(Qin and Yang, 2019; Yang, Ng, Smyth and Dong, 2020)と比較して予測精度が改善
することを確認。
Earnings Callの
テキストと音声を
それぞれネットワー
クに入力して整形
Attentionにより
特徴量を統合
各企業とCallの関係を
グラフで表現
過去ボラティリティと
合わせて予測を実施
画像出所:Sawhney, R., Khanna, P., Aggarwal, A., Jain, T., Mathur, P., & Shah, R. (2020, November). VolTAGE: Volatility Forecasting via Text-Audio Fusion with Graph
Convolution Networks for Earnings Calls. In Proceedings of the 2020 Conference on Empirical Methods in Natural Language Processing (EMNLP) (pp. 8001-8013).
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5.まとめ
【まとめ】
深層学習は、従来のモデルと比較して、データからより柔軟な構造を学習して表現することが出来る。
本報告では、①予測、②ヘッジ、③シミュレーションの3つの分野を対象に、従来のモデルでは捨象されてきた
ような側面に深層学習を用いてアプローチを行っている事例について確認した。
【今後の研究の方向性】
本報告で取り上げた研究の多くは、理論的には影響が予想されていた金融市場における何らかの側面に対して、
深層学習の表現力を活かすような形でアプローチを試みており、理論的予測に対する経験的予測の獲得や予測の
深化、実務的な応用手段の提供等を行っている。
・・・上記のような方向性の研究は、依然として研究予知があるものと予想
深層学習のモデルによって得られた結果から理論的な示唆を得る場合には、以下のような点に注意が必要。
① 統計的なパターンと因果関係を区別する必要。
② 理解しようとするメカニズム自体が時間を通じて変化しうる。
(例.会計発生高アノマリーとその有効性の低下. Richardson et al., 2010; Chordia et al., 2014)
・・・メカニズムの解明や変数間の因果関係を明らかにする研究は今後の課題の一つ
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参考文献
【1.概要】
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Derman, Emanuel, and Paul Wilmott. "The financial modelers' manifesto." Available at SSRN 1324878 (2009).
Frigg, Roman and Stephan Hartmann, "Models in Science", The Stanford Encyclopedia of Philosophy (Spring 2020 Edition), Edward N. Zalta (ed.)
López de Prado, Marcos M. Machine learning for asset managers. Cambridge University Press, 2020.
【2.予測】
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Hosaka, Tadaaki. "Bankruptcy prediction using imaged financial ratios and convolutional neural networks." Expert systems with applications 117 (2019): 287-299.
Hu, Zexin, Yiqi Zhao, and Matloob Khushi. "A Survey of Forex and Stock Price Prediction Using Deep Learning." Applied System Innovation 4.1 (2021): 9.
Hu, Ziniu, et al. "Listening to chaotic whispers: A deep learning framework for news-oriented stock trend prediction." Proceedings of the eleventh ACM international
conference on web search and data mining. 2018.
Mai, Feng, et al. "Deep learning models for bankruptcy prediction using textual disclosures." European journal of operational research 274.2 (2019): 743-758.
Nelson, David MQ, Adriano CM Pereira, and Renato A. de Oliveira. "Stock market's price movement prediction with LSTM neural networks." 2017 International joint
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Sawhney, Ramit, et al. "VolTAGE: Volatility Forecasting via Text-Audio Fusion with Graph Convolution Networks for Earnings Calls." Proceedings of the 2020
Conference on Empirical Methods in Natural Language Processing (EMNLP). 2020.
Selvin, Sreelekshmy, et al. "Stock price prediction using LSTM, RNN and CNN-sliding window model." 2017 international conference on advances in computing,
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Computational Linguistics (Volume 1: Long Papers). 2018.
Yang, Linyi, et al. "Html: Hierarchical transformer-based multi-task learning for volatility prediction." Proceedings of The Web Conference 2020. 2020.
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参考文献
【3.ヘッジ】
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Chen, Nai-Fu, Richard Roll, and Stephen A. Ross. "Economic forces and the stock market." Journal of business (1986): 383-403.
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Jegadeesh, Narasimhan, and Sheridan Titman. "Returns to buying winners and selling losers: Implications for stock market efficiency." The Journal of finance 48.1
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Ruf, Johannes, and Weiguan Wang. "Neural networks for option pricing and hedging: a literature review." Journal of Computational Finance, Forthcoming (2020).
Santos, Tano, and Pietro Veronesi. Conditional betas. No. w10413. National Bureau of Economic Research, 2004.
【4.シミュレーション】
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Cont, Rama. "Empirical properties of asset returns: stylized facts and statistical issues." (2001): 223-236.
Ni, Hao, et al. "Conditional Sig-Wasserstein GANs for Time Series Generation." arXiv preprint arXiv:2006.05421 (2020).
Wiese, Magnus, et al. "Quant gans: Deep generation of financial time series." Quantitative Finance 20.9 (2020): 1419-1440.
【5.まとめ】
Chordia, Tarun, Avanidhar Subrahmanyam, and Qing Tong. "Have capital market anomalies attenuated in the recent era of high liquidity and trading activity?."
Journal of Accounting and Economics 58.1 (2014): 41-58.
Richardson, Scott, Irem Tuna, and Peter Wysocki. "Accounting anomalies and fundamental analysis: A review of recent research advances." Journal of Accounting
and Economics 50.2-3 (2010): 410-454.