One Value of Smoothing Parameter vs Interval of Smoothing Parameter Values in Kernel Density Estimation

Abstract

Ad hoc methods in the choice of smoothing parameter in kernel density estimation, al­though often used in practice due to their simplicity and hence the calculated efficiency, are char­acterized by quite big error. The value of the smoothing parameter chosen by Silverman method is close to optimal value only when the density function in population is the normal one. Therefore, this method is mainly used at the initial stage of determining a kernel estimator and can be used only as a starting point for further exploration of the smoothing parameter value. This paper pre­sents ad hoc methods for determining the smoothing parameter. Moreover, the interval of smooth­ing parameter values is proposed in the estimation of kernel density function. Basing on the results of simulation studies, the properties of smoothing parameter selection methods are discussed.

Metody ad hoc wyboru parametru wygładzania w estymacji jądrowej funkcji gęstości, chociaż często wykorzystywane w praktyce ze względu na ich prostotę i – co za tym idzie – wysoką efektywność obliczeniową, charakteryzują się dość dużym błędem. Wartość parametru wygładzania wyznaczona metodą Silvermana jest bliska wartości optymalnej tylko wtedy, gdy rozkład funkcji gęstości jest rozkładem normalnym. Dlatego też metoda ta jest stosowana przede wszystkim we wstępnym etapie wyznaczania estymatora jądrowego i stanowi jedynie punkt wyjściowy do dalszych poszukiwań wartości parametru wygładzania. W artykule przedstawione są metody ad hoc wyboru parametru wygładzania oraz zaprezentowana jest propozycja wyznaczania przedziału wartości parametru wygładzania w estymacji jądrowej funkcji gęstości. Na podstawie wyników badań symulacyjnych określone są własności rozważanych metod wyboru parametru wygładzania.