本文轉(zhuǎn)載自公眾號“讀芯術(shù)”(ID：AI_Discovery)

當(dāng)你踏上機(jī)器學(xué)習(xí)之旅時(shí)，搞清楚監(jiān)督學(xué)習(xí)和無監(jiān)督學(xué)習(xí)是你應(yīng)該做的第一件事。而對于新手而言，“監(jiān)督學(xué)習(xí)和無監(jiān)督學(xué)習(xí)有什么區(qū)別?”，是最為常見不過的問題。

其答案在于理解機(jī)器學(xué)習(xí)算法的本質(zhì)。如果沒有明確監(jiān)督學(xué)習(xí)和無監(jiān)督學(xué)習(xí)之間的區(qū)別，你的學(xué)習(xí)之旅將無法前行。

如果sSDBQIF不了解線性回歸、邏輯回歸、聚類、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等算法的適用范圍，就沒法直接進(jìn)入模型構(gòu)建階段。

如果不知道機(jī)器學(xué)習(xí)算法的目標(biāo)是什么，就無法建立一個(gè)精確的模型。這就是監(jiān)督學(xué)習(xí)和無監(jiān)督學(xué)習(xí)的由來。

本文就將幫你解決這個(gè)問題，再友情奉送另一個(gè)關(guān)鍵問題：如何決定何時(shí)使用監(jiān)督學(xué)習(xí)或無監(jiān)督學(xué)習(xí)?

什么是監(jiān)督學(xué)習(xí)?

在監(jiān)督學(xué)習(xí)中，計(jì)算機(jī)通過示例學(xué)習(xí)。它從過去的數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)，并將學(xué)習(xí)的結(jié)果應(yīng)用到當(dāng)前的數(shù)據(jù)中，以預(yù)測未來的事件。在這種情況下，輸入和期望的輸出數(shù)據(jù)都有助于預(yù)測未來事件。

為了準(zhǔn)確預(yù)測，將輸入數(shù)據(jù)標(biāo)記為正確答案。

監(jiān)督機(jī)器學(xué)習(xí)分類

重要的是，要記?。核斜O(jiān)督學(xué)習(xí)算法本質(zhì)上都是復(fù)雜算法，分為分類或回歸模型。

• 回歸模型—回歸模型用于輸出變量為實(shí)際值的問題，例如單一的數(shù)字、美元、薪水、體重或壓力。它最常用于根據(jù)先前的觀測數(shù)據(jù)來預(yù)測數(shù)值。一些比較常見的回歸算法包括線性回歸、邏輯回歸、多項(xiàng)式回歸和脊回歸。
• 分類模型—分類模型用于可以對輸出變量進(jìn)行分類，例如“是”或“否”、“通過”或“失敗”。分類模型用于預(yù)測數(shù)據(jù)的類別?，F(xiàn)實(shí)生活中的例子包括垃圾郵件檢測、情緒分析、考試記分卡預(yù)測等。

監(jiān)督學(xué)習(xí)算法在現(xiàn)實(shí)生活中有一些非常實(shí)際的應(yīng)用，包括：

• 文本分類
• 垃圾郵件檢測
• 天氣預(yù)報(bào)
• 根據(jù)當(dāng)前市場價(jià)格預(yù)測房價(jià)
•  股票價(jià)格預(yù)測等
• 人臉識別
• 簽名識別
• 客戶發(fā)現(xiàn)

什么是無監(jiān)督學(xué)習(xí)?

無監(jiān)督學(xué)習(xí)是訓(xùn)練機(jī)器使用既未分類也未標(biāo)記的數(shù)據(jù)的方法。這意味著無法提供訓(xùn)練數(shù)據(jù)，機(jī)器只能自行學(xué)習(xí)。機(jī)器必須能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行分類，而無需事先提供任何有關(guān)數(shù)據(jù)的信息。

其理念是先讓計(jì)算機(jī)與大量變化的數(shù)據(jù)接觸，并允許它從這些數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)，以提供以前未知的見解，并識別隱藏的模式。因此，無監(jiān)督學(xué)習(xí)算法不一定有明確的結(jié)果。相反，它確定了與給定數(shù)據(jù)集不同或有趣之處。

計(jì)算機(jī)需要編程才能自學(xué)。計(jì)算機(jī)需要從結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)中理解和提供見解。以下是無監(jiān)督學(xué)習(xí)的準(zhǔn)確說明：

無監(jiān)督機(jī)器學(xué)習(xí)分類

• 聚類是最常見的無監(jiān)督學(xué)習(xí)方法之一。聚類的方法包括將未標(biāo)記的數(shù)據(jù)組織成類似的組，稱為聚類。因此，聚類是相似數(shù)據(jù)項(xiàng)的集合。此處的主要目標(biāo)是發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)中的相似性，并將相似的數(shù)據(jù)點(diǎn)分組到一個(gè)聚類中。
• 異常檢測是識別與大多數(shù)數(shù)據(jù)顯著不同的特殊項(xiàng)、事件或觀測值的方法。通常在數(shù)據(jù)中尋找異?；虍惓Ｖ档脑蛟谟谒鼈兪强梢傻?。異常檢測常用于銀行欺詐和醫(yī)療差錯檢測。

無監(jiān)督學(xué)習(xí)算法的應(yīng)用

無監(jiān)督學(xué)習(xí)算法的一些實(shí)際應(yīng)用包括：

• 惡意軟件檢測
• 數(shù)據(jù)輸入過程中人為錯誤識別
• 進(jìn)行準(zhǔn)確的購物籃分析等
• 欺詐檢測

應(yīng)該什么時(shí)候選擇監(jiān)督學(xué)習(xí)或無監(jiān)督學(xué)習(xí)?

在制造業(yè)中，有很多因素影響哪種機(jī)器學(xué)習(xí)方法最適合任何給定的任務(wù)。而且，由于每個(gè)機(jī)器學(xué)習(xí)問題的獨(dú)特性，決定使用哪種技術(shù)是一個(gè)復(fù)雜的過程。

一般來說，選擇正確機(jī)器學(xué)習(xí)方法的一個(gè)好策略是：

• 評估數(shù)據(jù)。標(biāo)記與否?是否有專家知識支持附加標(biāo)記?這將有助于確定是否應(yīng)使用監(jiān)督、無監(jiān)督、半監(jiān)督或強(qiáng)化的學(xué)習(xí)方法。
• 審查可用的算法，其可能適合維度問題(特征、屬性或特征的數(shù)量)。候選算法應(yīng)適合于整個(gè)數(shù)據(jù)量以及其結(jié)構(gòu)。
• 研究成功案例，關(guān)于類似問題上應(yīng)用的算法類型。
• 定義目標(biāo)。被定義的問題是否反復(fù)出現(xiàn)?是否期望算法能預(yù)測新的問題?

監(jiān)督學(xué)習(xí)和無監(jiān)督學(xué)習(xí)是機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域中的關(guān)鍵概念，這應(yīng)該是你開始學(xué)習(xí)機(jī)器學(xué)習(xí)的第一課，一定要理解透徹呀!