Considere el modelo Black-Scholes, en el que el registro de acciones durante un período de tiempo $\Delta t$ es dada por
$$ \log(S_{i+1}/S_i) = (\mu \sigma^2/2)\Delta t + \sigma \sqrt{\Delta t} Z_i, \qquad Z_i \sim \mathcal{N}(0,1). $$
El precio de una llamada en vez de $T$ bajo este modelo (cuando reemplazamos $\mu$ con $r$) está dada por (haciendo hincapié en la dependencia en $\sigma$)
$$ C(\sigma) = SN(d_1) - Ke^{rT}N(d_2), $$
donde
$$ d_1 = \frac{1}{\sigma{\sqrt{T}}}\left(\log(S/K) + (r + \sigma^2/2)T\right) = d_2 + \sigma \sqrt{T}. $$
Ahora, suponiendo que $r$ es conocido, se tiene (al menos) dos métodos de estimación de $\sigma$, es decir, el uso de un menos-sqaures de la regresión en el registro de devoluciones, o el cálculo del implícita vol.
La regresión en el registro de devoluciones:
Nota: el registro de las devoluciones es una ecuación de regresión lineal de la forma
$$ Y_i = \beta_0 + \beta_1X_i + \sigma\sqrt{\Delta t} \epsilon_i $$
con $\beta_0 = (\mu \sigma^2/2)\Delta t$, $\beta_1 = 0$ y $\epsilon_i \sim \mathcal{N}(0,1)$, independiente. Así que, suponiendo que tenemos una muestra de $N$ de registro de devoluciones (denotado $Y_i$) y desde entonces $\beta_1 = 0$, estimamos $\beta_0$ en la manera usual de regresión por
$$ \hat{\beta_0} = \frac{1}{N}\sum_{i=1}^N Y_i, $$ y, a continuación, la estimación de $\sigma$ utilizando la desviación estándar de los residuos,
$$ \hat{\sigma} = \frac{std(Y_i - \hat{Y_i})}{\sqrt{\Delta t}}, $$
donde $\hat{Y_i}$ son el modelo de regresión-predijo registro de las devoluciones. Este es un método para la estimación de $\sigma$ utilizados en la fijación de precios de la ecuación, y es en el que menos se sqaures sentido de nuestro "mejor estimación" en $\sigma$. Este $\hat{\sigma}$ entonces podría ser usada para calcular todas las opciones call Europeas de los $S$ a través de todas las huelgas y los vencimientos.
Implícita vol:
Dado un mercado de llamada precio $C_{\text{observado}}$ para algunos huelga y de caducidad, podemos calcular el $\sigma_{\text{implícita}}$ tal que $C(\sigma_{\text{implícita}}) = C_{\text{observado}}$. Podemos calcular un $\sigma_{\text{implícita}}$ para todas las opciones de llamada tenemos precios (suponiendo $r$ es conocido). Entonces, cuando nos gustaría a precio de una llamada utilizando nuestros precios ecuación para algunos huelga/caducidad de la que no se observa, se puede elegir (o interpolar entre unos pocos) el $\sigma_{\text{implícita}}$ que es la más cercana a la huelga/espiración nos gustaría precio y el uso de este $\sigma_{\text{implícita}}$ en nuestros precios ecuación.
Por lo tanto, tenemos dos métodos de obtener un adecuado $\sigma$ para utilizar en nuestros precios ecuación. Parece que gran parte de la literatura está dedicado a la implícita vol, así que yo supongo que esta es la técnica preferida. Mi pregunta es, ¿hay alguna relación entre los dos, y cuando se debe utilizar el uno sobre el otro?