विशेषता-आधारित परिसंपत्ति मूल्य निर्धारण के लिए सशर्त ऑटोएन्कोडर
सारांश
यह कार्यान्वयन परिसंपत्ति मूल्य निर्धारण के लिए सशर्त ऑटोएन्कोडर का वर्णन करता है। बीटा नेटवर्क हर शेयर की विशेषताओं को गुप्त फ़ैक्टर लोडिंग में बदलता है, जबकि रैखिक फ़ैक्टर नेटवर्क प्रबंधित पोर्टफ़ोलियो रिटर्न को फ़ैक्टर रिटर्न में बदलता है। मॉडल संबंधित लोडिंग और फ़ैक्टर मानों का योग लेकर शेयर रिटर्न का पूर्वानुमान करता है; इससे एक्सपोज़र फ़र्म की विशेषताओं के अनुसार बदल सकते हैं, जबकि फ़ैक्टर पोर्टफ़ोलियो इंस्ट्रूमेंट से निकाले जाते हैं।
कोड सीखी गई लोडिंग और फ़ैक्टर तक पहुँचने के साधन भी देता है, जिनसे मॉडल के घटकों की जाँच की जा सकती है। इसका L1 दंड केवल बीटा नेटवर्क की छिपी परतों के वज़न पर लागू होता है; यह बायस और अंतिम लोडिंग परत को शामिल नहीं करता, और छिपी परतें न होने पर शून्य देता है। यह अनुभवजन्य अध्ययन के बजाय वास्तुकला का संदर्भ है: इसमें प्रशिक्षण प्रक्रिया, डेटासेट, पूर्वानुमान नतीजे या अन्य परिसंपत्ति-मूल्य निर्धारण मॉडल से तुलना नहीं दी गई है।
मुख्य विचार
- बीटा नेटवर्क शेयर की विशेषताओं को शेयर-विशिष्ट गुप्त फ़ैक्टर लोडिंग में बदलता है।
- रैखिक नेटवर्क प्रबंधित पोर्टफ़ोलियो इनपुट को फ़ैक्टर रिटर्न में बदलता है।
- पूर्वानुमानित रिटर्न लोडिंग और फ़ैक्टर के गुणनफलों के योग से बनते हैं।
- रेग्युलराइज़र छिपे बीटा-नेटवर्क वज़न में विरलता को बढ़ावा देता है और आउटपुट परत पर दंड नहीं लगाता।
- कार्यान्वयन मॉडल की संरचना तय करता है, लेकिन कोई अनुभवजन्य मूल्यांकन नहीं देता।
टैग
पूरा पाठ
# cae.py
```py
"""Conditional Autoencoder for Asset Pricing (GKX 2021).
Architecture:
- ConditionalAutoencoder: predicted return = dot(betas, factors)
Reference: Gu, Kelly, Xiu (2021) "Autoencoder Asset Pricing Models"
"""
from __future__ import annotations
import torch
import torch.nn as nn
class BetaNetwork(nn.Module):
"""Maps stock characteristics to per-stock factor loadings."""
def __init__(self, n_characteristics: int, n_factors: int, hidden_units: tuple = (32,)):
super().__init__()
layers: list[nn.Module] = []
in_features = n_characteristics
for units in hidden_units:
layers.append(nn.Linear(in_features, units))
layers.append(nn.ReLU())
in_features = units
layers.append(nn.Linear(in_features, n_factors))
self.network = nn.Sequential(*layers)
def forward(self, x: torch.Tensor) -> torch.Tensor:
return self.network(x)
class FactorNetwork(nn.Module):
"""Maps managed portfolio returns to factor returns (linear, no activation)."""
def __init__(self, n_instruments: int, n_factors: int):
super().__init__()
self.linear = nn.Linear(n_instruments, n_factors, bias=False)
def forward(self, x: torch.Tensor) -> torch.Tensor:
return self.linear(x)
class ConditionalAutoencoder(nn.Module):
"""Conditional Autoencoder for Asset Pricing (GKX Architecture).
Architecture:
- Beta Network: characteristics -> ReLU -> factor loadings (with L1 regularization)
- Factor Network: managed portfolios -> factor returns (linear)
- Output: dot product of betas and factors
Args:
n_characteristics: Number of stock characteristics (L)
n_instruments: Number of managed portfolio instruments (L+1 typically)
n_factors: Number of latent factors (K)
hidden_units: Tuple of hidden layer sizes for BetaNetwork
"""
def __init__(
self,
n_characteristics: int,
n_instruments: int,
n_factors: int = 6,
hidden_units: tuple = (32,),
):
super().__init__()
self.n_factors = n_factors
self.n_characteristics = n_characteristics
self.n_instruments = n_instruments
self.beta_net = BetaNetwork(n_characteristics, n_factors, hidden_units)
self.factor_net = FactorNetwork(n_instruments, n_factors)
def forward(self, characteristics: torch.Tensor, portfolios: torch.Tensor) -> torch.Tensor:
"""Forward pass.
Args:
characteristics: (batch_size, n_characteristics) per-stock
portfolios: (batch_size, n_instruments) managed portfolio features
Returns:
predicted_returns: (batch_size,)
"""
betas = self.beta_net(characteristics) # (batch, n_factors)
factors = self.factor_net(portfolios) # (batch, n_factors)
pred = (betas * factors).sum(dim=1)
return pred
def get_betas(self, characteristics: torch.Tensor) -> torch.Tensor:
"""Extract factor loadings."""
return self.beta_net(characteristics)
def get_factors(self, portfolios: torch.Tensor) -> torch.Tensor:
"""Extract factor returns."""
return self.factor_net(portfolios)
def l1_regularization(model: ConditionalAutoencoder, lambda_l1: float) -> torch.Tensor:
"""L1 regularization on BetaNetwork hidden Dense weights only.
Matches the GKX (2021) reference, which applies ``kernel_regularizer='L1'``
only to the *hidden* Dense layers. We exclude biases (sparsity is not
meaningful) and the final output ``Linear(in, n_factors)`` layer (factor
loadings should not be pushed to zero by an external regularizer — the
autoencoder itself learns their magnitudes).
"""
layers = [m for m in model.beta_net.network if isinstance(m, nn.Linear)]
if len(layers) <= 1:
# No hidden layers (CA0 — direct linear projection); no L1 to apply.
return torch.zeros((), device=next(model.parameters()).device)
hidden_layers = layers[:-1] # exclude the final output Linear
l1 = sum(layer.weight.abs().sum() for layer in hidden_layers)
return lambda_l1 * l1
```स्रोत के लाइसेंस के तहत श्रेय सहित पूरा पाठ दिखाया गया है। लाइसेंस: MIT
यह सारांश मूल स्रोत के आधार पर Stratmill के शोध एजेंट ने लिखा है; यह स्रोत की प्रति नहीं है।