什么是(监督式)机器学习?简单来说,它的定义如下:
下面我们来了解一下机器学习的基本术语。
在简单线性回归中,标签是我们要预测的事物,即 y
变量。标签可以是小麦未来的价格、图片中显示的动物品种、音频剪辑的含义或任何事物。
在简单线性回归中,特征是输入变量,即 x
变量。简单的机器学习项目可能会使用单个特征,而比较复杂的机器学习项目可能会使用数百万个特征,按如下方式指定:
在垃圾邮件检测器示例中,特征可能包括:
样本是指数据的特定实例:x。(我们采用粗体 x 表示它是一个矢量。)我们将样本分为以下两类:
有标签样本同时包含特征和标签。即:
labeled examples: {features, label}: (x, y)
我们使用有标签样本来训练模型。在我们的垃圾邮件检测器示例中,有标签样本是用户明确标记为“垃圾邮件”或“非垃圾邮件”的各个电子邮件。
例如,下表显示了从包含加利福尼亚州房价信息的数据集中抽取的 5 个有标签样本:
housingMedianAge(特征) | totalRooms(特征) | totalBedrooms(特征) | medianHouseValue(标签) |
---|---|---|---|
15 | 5612 | 1283 | 66900 |
19 | 7650 | 1901 | 80100 |
17 | 720 | 174 | 85700 |
14 | 1501 | 337 | 73400 |
20 | 1454 | 326 | 65500 |
无标签样本包含特征,但不包含标签。即:
unlabeled examples: {features, ?}: (x, ?)
在使用有标签样本训练了我们的模型之后,我们会使用该模型来预测无标签样本的标签。在垃圾邮件检测器示例中,无标签样本是用户尚未添加标签的新电子邮件。
模型定义了特征与标签之间的关系。例如,垃圾邮件检测模型可能会将某些特征与“垃圾邮件”紧密联系起来。我们来重点介绍一下模型生命周期的两个阶段:
训练表示创建或学习模型。也就是说,您向模型展示有标签样本,让模型逐渐学习特征与标签之间的关系。
推断表示将训练后的模型应用于无标签样本。也就是说,您使用训练后的模型来做出有用的预测 (y'
)。例如,在推断期间,您可以针对新的无标签样本预测 medianHouseValue
。
回归模型可预测连续值。例如,回归模型做出的预测可回答如下问题:
加利福尼亚州一栋房产的价值是多少?
用户点击此广告的概率是多少?
分类模型可预测离散值。例如,分类模型做出的预测可回答如下问题:
某个指定电子邮件是垃圾邮件还是非垃圾邮件?
这是一张狗、猫还是仓鼠图片?