無窮可分律與李維過程

逆高斯過程(inverse-Gaussian process)

逆高斯過程是增量服從逆高斯分布的從屬過程——而其名稱是字面意義的:它是帶漂移布朗運動到達各連續水平之首達時間的過程。它是天然的遞增隨機時鐘,用於從屬布朗運動時,產生 normal-inverse-Gaussian(NIG)模型,一個與 variance-gamma 競爭的彈性財務模型。

具體地,若 W_t = mu t + B_t 是正漂移 mu 的布朗運動,則 T_a = inf{t : W_t = a}(首次到達水平 a 的時間)定義一個關於 a 的遞增過程;增量 T_{a+da} - T_a 服從逆高斯。作為李維過程,T_a 的拉普拉斯指數為 Phi(u) = delta(sqrt(2u + gamma^2) - gamma)(參數 delta, gamma > 0),李維測度為 x > 0 上 nu(dx) = (delta / sqrt(2 pi)) x^(-3/2) e^(-gamma^2 x / 2) dx,無漂移、無高斯部分。零處的 x^(-3/2) 奇異性使 nu 無窮(無窮多小跳躍)但對 x 可積,故過程有限變差,如同伽瑪過程。逆高斯律本身就是典範的首達分布,無窮可分,具明確密度與動差生成函數。

用 IG 過程從屬布朗運動得 Barndorff-Nielsen 的 normal-inverse-Gaussian(NIG)李維過程,它具半重(指數傾斜)尾部,被廣泛用於建模金融報酬與湍流。誠實要點:「逆高斯」不是指高斯的倒數——其名稱源自首達時間與高斯之累積量生成函數之間的逆關係,這個歷史命名常令新手困惑。

設 W_t = t + B_t 首次於 T_a 到達水平 a。則 T_a 服從均值為 a(漂移距離 a 所需時間)的逆高斯,且過程 a -> T_a 為 IG 從屬過程。從屬獨立布朗運動 B'_{T_a} 得 NIG 過程,其尾部以指數乘多項式衰減——比穩定輕、比高斯重。

帶漂移布朗運動的首達時間構成 IG 從屬過程。

逆高斯「不」是指 1/高斯;其名稱反映累積量生成函數之間的逆關係。IG 過程的李維測度無窮但有限變差,且如所有從屬過程般無高斯部分。

又称
IG processfirst-passage subordinatorIG 過程