Sur les tests lisses d'ajustement dans le context des series chronologiques

La plupart des modèles en statistique classique repose sur une hypothèse sur la distribution des données ou sur une distribution sous-jacente aux données. La validité de cette hypothèse permet de faire de l’inférence, de construire des intervalles de confiance ou encore de tester la fiabilité du modèle. La problématique des tests d’ajustement vise à s’assurer de la conformité ou de la cohérence de l’hypothèse avec les données disponibles. Dans la présente thèse, nous proposons des tests d’ajustement à la loi normale dans le cadre des séries chronologiques univariées et vectorielles. Nous nous sommes limités à une classe de séries chronologiques linéaires, à savoir les modèles autorégressifs à moyenne mobile (ARMA ou VARMA dans le cas vectoriel). Dans un premier temps, au cas univarié, nous proposons une généralisation du travail de Ducharme et Lafaye de Micheaux (2004) dans le cas où la moyenne est inconnue et estimée. Nous avons estimé les paramètres par une méthode rarement utilisée dans la littérature et pourtant asymptotiquement efficace. En effet, nous avons rigoureusement montré que l’estimateur proposé par Brockwell et Davis (1991, section 10.8) converge presque sûrement vers la vraie valeur inconnue du paramètre. De plus, nous fournissons une preuve rigoureuse de l’inversibilité de la matrice des variances et des covariances de la statistique de test à partir de certaines propriétés d’algèbre linéaire. Le résultat s’applique aussi au cas où la moyenne est supposée connue et égale à zéro. Enfin, nous proposons une méthode de sélection de la dimension de la famille d’alternatives de type AIC, et nous étudions les propriétés asymptotiques de cette méthode. L’outil proposé ici est basé sur une famille spécifique de polynômes orthogonaux, à savoir les polynômes de Legendre. Dans un second temps, dans le cas vectoriel, nous proposons un test d’ajustement pour les modèles autorégressifs à moyenne mobile avec une paramétrisation structurée. La paramétrisation structurée permet de réduire le nombre élevé de paramètres dans ces modèles ou encore de tenir compte de certaines contraintes particulières. Ce projet inclut le cas standard d’absence de paramétrisation. Le test que nous proposons s’applique à une famille quelconque de fonctions orthogonales. Nous illustrons cela dans le cas particulier des polynômes de Legendre et d’Hermite. Dans le cas particulier des polynômes d’Hermite, nous montrons que le test obtenu est invariant aux transformations affines et qu’il est en fait une généralisation de nombreux tests existants dans la littérature. Ce projet peut être vu comme une généralisation du premier dans trois directions, notamment le passage de l’univarié au multivarié ; le choix d’une famille quelconque de fonctions orthogonales ; et enfin la possibilité de spécifier des relations ou des contraintes dans la formulation VARMA. Nous avons procédé dans chacun des projets à une étude de simulation afin d’évaluer le niveau et la puissance des tests proposés ainsi que de les comparer aux tests existants. De plus des applications aux données réelles sont fournies. Nous avons appliqué les tests à la prévision de la température moyenne annuelle du globe terrestre (univarié), ainsi qu’aux données relatives au marché du travail canadien (bivarié). Ces travaux ont été exposés à plusieurs congrès (voir par exemple Tagne, Duchesne et Lafaye de Micheaux (2013a, 2013b, 2014) pour plus de détails). Un article basé sur le premier projet est également soumis dans une revue avec comité de lecture (Voir Duchesne, Lafaye de Micheaux et Tagne (2016)).

Sur les tests lisses d'ajustement dans le context des series chronologiques

La plupart des modèles en statistique classique repose sur une hypothèse sur la distribution des données ou sur une distribution sous-jacente aux données. La validité de cette hypothèse permet de faire de l’inférence, de construire des intervalles de confiance ou encore de tester la fiabilité du modèle. La problématique des tests d’ajustement vise à s’assurer de la conformité ou de la cohérence de l’hypothèse avec les données disponibles. Dans la présente thèse, nous proposons des tests d’ajustement à la loi normale dans le cadre des séries chronologiques univariées et vectorielles. Nous nous sommes limités à une classe de séries chronologiques linéaires, à savoir les modèles autorégressifs à moyenne mobile (ARMA ou VARMA dans le cas vectoriel). Dans un premier temps, au cas univarié, nous proposons une généralisation du travail de Ducharme et Lafaye de Micheaux (2004) dans le cas où la moyenne est inconnue et estimée. Nous avons estimé les paramètres par une méthode rarement utilisée dans la littérature et pourtant asymptotiquement efficace. En effet, nous avons rigoureusement montré que l’estimateur proposé par Brockwell et Davis (1991, section 10.8) converge presque sûrement vers la vraie valeur inconnue du paramètre. De plus, nous fournissons une preuve rigoureuse de l’inversibilité de la matrice des variances et des covariances de la statistique de test à partir de certaines propriétés d’algèbre linéaire. Le résultat s’applique aussi au cas où la moyenne est supposée connue et égale à zéro. Enfin, nous proposons une méthode de sélection de la dimension de la famille d’alternatives de type AIC, et nous étudions les propriétés asymptotiques de cette méthode. L’outil proposé ici est basé sur une famille spécifique de polynômes orthogonaux, à savoir les polynômes de Legendre. Dans un second temps, dans le cas vectoriel, nous proposons un test d’ajustement pour les modèles autorégressifs à moyenne mobile avec une paramétrisation structurée. La paramétrisation structurée permet de réduire le nombre élevé de paramètres dans ces modèles ou encore de tenir compte de certaines contraintes particulières. Ce projet inclut le cas standard d’absence de paramétrisation. Le test que nous proposons s’applique à une famille quelconque de fonctions orthogonales. Nous illustrons cela dans le cas particulier des polynômes de Legendre et d’Hermite. Dans le cas particulier des polynômes d’Hermite, nous montrons que le test obtenu est invariant aux transformations affines et qu’il est en fait une généralisation de nombreux tests existants dans la littérature. Ce projet peut être vu comme une généralisation du premier dans trois directions, notamment le passage de l’univarié au multivarié ; le choix d’une famille quelconque de fonctions orthogonales ; et enfin la possibilité de spécifier des relations ou des contraintes dans la formulation VARMA. Nous avons procédé dans chacun des projets à une étude de simulation afin d’évaluer le niveau et la puissance des tests proposés ainsi que de les comparer aux tests existants. De plus des applications aux données réelles sont fournies. Nous avons appliqué les tests à la prévision de la température moyenne annuelle du globe terrestre (univarié), ainsi qu’aux données relatives au marché du travail canadien (bivarié). Ces travaux ont été exposés à plusieurs congrès (voir par exemple Tagne, Duchesne et Lafaye de Micheaux (2013a, 2013b, 2014) pour plus de détails). Un article basé sur le premier projet est également soumis dans une revue avec comité de lecture (Voir Duchesne, Lafaye de Micheaux et Tagne (2016)).

Method of destroying grasshoppers /

Issued originally as Entomological series. Circular 3, revised.

Die designing and estimating; advanced series.

"'Die designing and estimating' (first series) by Charles Bohmer, describes and illustrates fundamentals of design and is preliminary to the estimating method presented in this book. Together these two books offer a consise but comprehensive survey of modern die designing and estimating."--p. 47.

Cooperative mining series. Bulletin [1]-33.

No. 33 is the final no. of this series.

Cooperative mining series.

No. 1 (Preliminary report on organization and method of investigation) published without series title or number.

New method, which teaches how to make vegetable manure, by a course of high fermentation, in fifteen days, without cattle, as good and more durable than farm manure: to appropriate it to the nature of soils and families of plants, and with great economy: it further shows how to prepare vegetable and mineral composts, and contains various processes.

Microfilm. Ann Arbor, Mich., Xerox University Microfilms, 1974. 1 reel. 35 mm. (American Culture Series, reel 617.3)

A popular view of the doctrines of Charles Fourier.

Microfilm. Ann Arbor, Mich., Xerox University Microfilms, 1973. 35 mm. (American Culture Series, reel 544.6)

A time-domain test for some types of nonlinearity

The bispectrum and third-order moment can be viewed as equivalent tools for testing for the presence of nonlinearity in stationary time series. This is because the bispectrum is the Fourier transform of the third-order moment. An advantage of the bispectrum is that its estimator comprises terms that are asymptotically independent at distinct bifrequencies under the null hypothesis of linearity. An advantage of the third-order moment is that its values in any subset of joint lags can be used in the test, whereas when using the bispectrum the entire (or truncated) third-order moment is required to construct the Fourier transform. In this paper, we propose a test for nonlinearity based upon the estimated third-order moment. We use the phase scrambling bootstrap method to give a nonparametric estimate of the variance of our test statistic under the null hypothesis. Using a simulation study, we demonstrate that the test obtains its target significance level, with large power, when compared to an existing standard parametric test that uses the bispectrum. Further we show how the proposed test can be used to identify the source of nonlinearity due to interactions at specific frequencies. We also investigate implications for heuristic diagnosis of nonstationarity.

On the estimation and comparison of short-rate models using the generalised method of moments

Subsequent to the influential paper of [Chan, K.C., Karolyi, G.A., Longstaff, F.A., Sanders, A.B., 1992. An empirical comparison of alternative models of the short-term interest rate. Journal of Finance 47, 1209-1227], the generalised method of moments (GMM) has been a popular technique for estimation and inference relating to continuous-time models of the short-term interest rate. GMM has been widely employed to estimate model parameters and to assess the goodness-of-fit of competing short-rate specifications. The current paper conducts a series of simulation experiments to document the bias and precision of GMM estimates of short-rate parameters, as well as the size and power of [Hansen, L.P., 1982. Large sample properties of generalised method of moments estimators. Econometrica 50, 1029-1054], J-test of over-identifying restrictions. While the J-test appears to have appropriate size and good power in sample sizes commonly encountered in the short-rate literature, GMM estimates of the speed of mean reversion are shown to be severely biased. Consequently, it is dangerous to draw strong conclusions about the strength of mean reversion using GMM. In contrast, the parameter capturing the levels effect, which is important in differentiating between competing short-rate specifications, is estimated with little bias. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

Modeling diffraction and imaging of laser beams by the mode-expansion method

We present a new method of modeling imaging of laser beams in the presence of diffraction. Our method is based on the concept of first orthogonally expanding the resultant diffraction field (that would have otherwise been obtained by the laborious application of the Huygens diffraction principle) and then representing it by an effective multimodal laser beam with different beam parameters. We show not only that the process of obtaining the new beam parameters is straightforward but also that it permits a different interpretation of the diffraction-caused focal shift in laser beams. All of the criteria that we have used to determine the minimum number of higher-order modes needed to accurately represent the diffraction field show that the mode-expansion method is numerically efficient. Finally, the characteristics of the mode-expansion method are such that it allows modeling of a vast array of diffraction problems, regardless of the characteristics of the incident laser beam, the diffracting element, or the observation plane. (C) 2005 Optical Society of America.

The performance of the maximum ratio combining method in correlated Rician-fading channels for antenna-diversity signal combining

The performance of the maximum ratio combining method for the combining of antenna-diversity signals in correlated Rician-fading channels is rigorously studied. The distribution function of the normalized signal-to-noise ratio (SNR) is expanded in terms of a power series and calculated numerically. This power series can easily take into account the signal correlations and antenna gains and can be applied to any number of receiving antennas. An application of the method to dual-antenna diversity systems produces useful distribution curves for the normalized SNR which can be used to find the diversity gain. It is revealed that signal correlation in Rician-fading channels helps to increase the diversity gain rather than to decrease it as in the Rayleigh fading channels. It is also shown that with a relative strong direct signal component, the diversity gain can be much higher than that without a direct signal component.

A target-field method to design circular biplanar coils for asymmetric shim and gradient fields

The paper presents a method for designing circular, shielded biplanar coils that can generate any desired field. A particular feature of these coils is that the target field may be located asymmetrically within the coil. A transverse component of the magnetic field produced by the coil is made to match a prescribed target field over the surfaces of two concentric spheres (the diameter of spherical volume) that define the target field location. The paper shows winding patterns and fields for several gradient and shim coils. It examines the effect that the finite coil size has on the winding patterns, using a Fourier-transform calculation for comparison.

Unlocking pathology archives for molecular genetic studies: a reliable method to generate probes for chromogenic and fluorescent in situ hybridization

Chromogenic (CISH) and fluorescent ( FISH) in situ hybridization have emerged as reliable techniques to identify amplifications and chromosomal translocations. CISH provides a spatial distribution of gene copy number changes in tumour tissue and allows a direct correlation between copy number changes and the morphological features of neoplastic cells. However, the limited number of commercially available gene probes has hindered the use of this technique. We have devised a protocol to generate probes for CISH that can be applied to formalin-fixed, paraffin-embedded tissue sections (FFPETS). Bacterial artificial chromosomes ( BACs) containing fragments of human DNA which map to specific genomic regions of interest are amplified with phi 29 polymerase and random primer labelled with biotin. The genomic location of these can be readily confirmed by BAC end pair sequencing and FISH mapping on normal lymphocyte metaphase spreads. To demonstrate the reliability of the probes generated with this protocol, four strategies were employed: (i) probes mapping to cyclin D1 (CCND1) were generated and their performance was compared with that of a commercially available probe for the same gene in a series of 10 FFPETS of breast cancer samples of which five harboured CCND1 amplification; (ii) probes targeting cyclin-dependent kinase 4 were used to validate an amplification identified by microarray-based comparative genomic hybridization (aCGH) in a pleomorphic adenoma; (iii) probes targeting fibroblast growth factor receptor 1 and CCND1 were used to validate amplifications mapping to these regions, as defined by aCGH, in an invasive lobular breast carcinoma with FISH and CISH; and (iv) gene-specific probes for ETV6 and NTRK3 were used to demonstrate the presence of t(12; 15)(p12; q25) translocation in a case of breast secretory carcinoma with dual colour FISH. In summary, this protocol enables the generation of probes mapping to any gene of interest that can be applied to FFPETS, allowing correlation of morphological features with gene copy number.

Analysis of transient eddy currents in MRI using a cylindrical FDTD method

Most magnetic resonance imaging (MRI) spatial encoding techniques employ low-frequency pulsed magnetic field gradients that undesirably induce multiexponentially decaying eddy currents in nearby conducting structures of the MRI system. The eddy currents degrade the switching performance of the gradient system, distort the MRI image, and introduce thermal loads in the cryostat vessel and superconducting MRI components. Heating of superconducting magnets due to induced eddy currents is particularly problematic as it offsets the superconducting operating point, which can cause a system quench. A numerical characterization of transient eddy current effects is vital for their compensation/control and further advancement of the MRI technology as a whole. However, transient eddy current calculations are particularly computationally intensive. In large-scale problems, such as gradient switching in MRI, conventional finite-element method (FEM)-based routines impose very large computational loads during generation/solving of the system equations. Therefore, other computational alternatives need to be explored. This paper outlines a three-dimensional finite-difference time-domain (FDTD) method in cylindrical coordinates for the modeling of low-frequency transient eddy currents in MRI, as an extension to the recently proposed time-harmonic scheme. The weakly coupled Maxwell's equations are adapted to the low-frequency regime by downscaling the speed of light constant, which permits the use of larger FDTD time steps while maintaining the validity of the Courant-Friedrich-Levy stability condition. The principal hypothesis of this work is that the modified FDTD routine can be employed to analyze pulsed-gradient-induced, transient eddy currents in superconducting MRI system models. The hypothesis is supported through a verification of the numerical scheme on a canonical problem and by analyzing undesired temporal eddy current effects such as the B-0-shift caused by actively shielded symmetric/asymmetric transverse x-gradient head and unshielded z-gradient whole-body coils operating in proximity to a superconducting MRI magnet.