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Revista Colombiana de Estadística

versão impressa ISSN 0120-1751

Rev.Colomb.Estad. vol.40 no.1 Bogotá jan./jun. 2017

https://doi.org/10.15446/rce.v40n1.55244 

http://dx.doi.org/10.15446/rce.v40n1.55244

Bayesian Estimation for the Centered Parameterization of the Skew-Normal Distribution

Estimación bayesiana para la parametrización centrada de la distribución normal-asimétrica

PAULINO PÉREZ-RODRÍGUEZ1, JOSÉ A. VILLASEÑOR2, SERGIO PÉREZ3, JAVIER SUÁREZ4

1Colegio de Postgraduados, Socioeconomía Estadística e Informática-Estadística, Texcoco, México. PhD. Email: perpdgo@gmail.com
2Colegio de Postgraduados, Socioeconomía Estadística e Informática-Estadística, Texcoco, México. PhD. Email: jvillasr@colpos.mx
3Colegio de Postgraduados, Socioeconomía Estadística e Informática-Estadística, Texcoco, México. PhD. Email: sergiop@colpos.mx
4Colegio de Postgraduados, Socioeconomía Estadística e Informática-Estadística, Texcoco, México. PhD. Email: sjavier@colpos.mx


Abstract

The skew-normal (SN) distribution is a generalization of the normal distribution, where a shape parameter is added to adopt skewed forms. The SN distribution has some of the properties of a univariate normal distribution, which makes it very attractive from a practical standpoint; however, it presents some inference problems. Specifically, the maximum likelihood estimator for the shape parameter tends to infinity with a positive probability. A new Bayesian approach is proposed in this paper which allows to draw inferences on the parameters of this distribution by using improper prior distributions in the "centered parametrization" for the location and scale parameter and a Beta-type for the shape parameter. Samples from posterior distributions are obtained by using the Metropolis-Hastings algorithm. A simulation study shows that the mode of the posterior distribution appears to be a good estimator in terms of bias and mean squared error. A comparative study with similar proposals for the SN estimation problem was undertaken. Simulation results provide evidence that the proposed method is easier to implement than previous ones. Some applications and comparisons are also included.

Key words: Metropolis-Hastings Algorithm, Point Estimation, Prior Distribution.


Resumen

La distribución Normal Asimétrica (SN) es una generalización de la distribución normal, incluye un parámetro extra que le permite adoptar formas asimétricas. La distribución SN tiene algunas de las propiedades de la distribución normal univariada, lo que la hace muy atractiva desde el punto de vista práctico; sin embargo presenta algunos problemas de inferencia. Particularmente, el estimador de máxima verosimilitud para el parámetro de forma tiende a infinito con probabilidad positiva. Se propone una solución Bayesiana que permite hacer inferencia sobre los parámetros de esta distribución asignando distribuciones impropias en la "parametrización centrada" para el parámetro de localidad y el de escala y una distribución tipo Beta para el parámetro de forma. Las muestras de las distribuciones posteriores se obtienen utilizando el algoritmo de Metropolis-Hastings. Un estudio de simulación muestra que la moda de la distribución posterior parece ser un buen estimador, en términos de sesgo y error cuadrado medio. Se presenta también un estudio de simulación donde se compara el procedimiento propuesto contra otros procedimientos. Los resultados de simulación proveen evidencia de que el método propuesto es más fácil de implementar que las metodologías previas. Se incluyen también algunas aplicaciones y comparaciones.

Palabras clave: algoritmo de Metropolis-Hastings, distribuciones a priori, estimación puntual.


Texto completo disponible en PDF


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[Recibido en enero de 2016. Aceptado en noviembre de 2016]

Este artículo se puede citar en LaTeX utilizando la siguiente referencia bibliográfica de BibTeX:

@ARTICLE{RCEv40n1a06,
    AUTHOR  = {Pérez-Rodríguez, Paulino and Villaseñor, José A. and Pérez, Sergio and Suárez, Javier},
    TITLE   = {{Bayesian Estimation for the Centered Parameterization of the Skew-Normal Distribution}},
    JOURNAL = {Revista Colombiana de Estadística},
    YEAR    = {2017},
    volume  = {40},
    number  = {1},
    pages   = {123-140}
}