Option pricing models: A comparison between models with constant and stochastic volatilities as well as discontinuity jumps

The purpose of this thesis is to compare option pricing models. We have investigated the constant volatility models Black-Scholes-Merton (BSM) and Merton’s Jump Diffusion (MJD) as well as the stochastic volatility models Heston and Bates. The data used were option prices from Microsoft, Advanced Micro Devices Inc, Walt Disney Company, and the S&P 500 index. The data was then divided into training and testing sets, where the training data was used for parameter calibration for each model, and the testing data was used for testing the model prices against prices observed on the market. Calibration of the parameters for each model were carried out using the nonlinear least-squares method. By using the calibrated parameters the price was calculated using the method of Carr and Madan. Generally it was found that the stochastic volatility models, Heston and Bates, replicated the market option prices better than both the constant volatility models, MJD and BSM for most data sets. The mean average relative percentage error for Heston and Bates was found to be 2.26% and 2.17%, respectively. Merton and BSM had a mean average relative percentage error of 6.90% and 5.45%, respectively. We therefore suggest that a stochastic volatility model is to be preferred over a constant volatility model for pricing options.Syftet med denna tes är att jämföra prissättningsmodeller för optioner. Vi har undersökt de konstanta volatilitetsmodellerna Black-Scholes-Merton (BSM) och Merton’s Jump Diffusion (MJD) samt de stokastiska volatilitetsmodellerna Heston och Bates. Datat vi använt är optionspriser från Microsoft, Advanced Micro Devices Inc, Walt Disney Company och S&P 500 indexet. Datat delades upp i en träningsmängd och en test- mängd. Träningsdatat användes för parameterkalibrering med hänsyn till varje modell. Testdatat användes för att jämföra modellpriser med priser som observerats på mark- naden. Parameterkalibreringen för varje modell utfördes genom att använda den icke- linjära minsta-kvadratmetoden. Med hjälp av de kalibrerade parametrarna kunde priset räknas ut genom att använda Carr och Madan-metoden. Vi kunde se att de stokastiska volatilitetsmodellerna, Heston och Bates, replikerade marknadens optionspriser bättre än båda de konstanta volatilitetsmodellerna, MJD och BSM för de flesta dataseten. Medelvärdet av det relativa medelvärdesfelet i procent för Heston och Bates beräknades till 2.26% respektive 2.17%. För Merton och BSM beräknades medelvärdet av det relativa medelvärdesfelet i procent till 6.90% respektive 5.45%. Vi anser därför att en stokastisk volatilitetsmodell är att föredra framför en konstant volatilitetsmodell för att prissätta optioner