Machine Learning——Supervised Learning（机器学习之监督学习）

监督学习是指：利用一组已知类别的样本调整分类器的参数，使其达到所要求性能的过程。

我们来看一个例子：预测房价（注：本文例子取自业界大牛吴恩达老师的机器学习课程）

如下图所示：横轴表示房子的面积，单位是平方英尺，纵轴表示房价，单位是 千美元。那基于这组数据，假如你有一个朋友，他有一套 750 平方英尺房子，现在他希望把 房子卖掉，他想知道这房子能卖多少钱。

我们应用学习算法，可以在这组数据中画一条直线，或者换句话说，拟合一条直线，根据这条线我们可以推测出，这套房子可能卖$150, 000，当然这不是唯一的算法。可能还有更好的，比如我们不用直线拟合这些数据，用二次方程去拟合可能效果会更好。根据二次方程的曲线，我们可以从这个点推测出，这套房子能卖接近$200, 000。

可以看出，监督学习指的就是我们给学习算法一个数据集。这个数据集由“正确答案” 组成。在房价的例子中，我们给了一系列房子的数据，我们给定数据集中每个样本的正确价格，即它们实际的售价然后运用学习算法，算出更多的正确答案。比如你朋友那个新房子的价格。用术语来讲，这叫做回归问题。我们试着推测出一个连续值的结果，即房子的价格。 一般房子的价格会记到美分，所以房价实际上是一系列离散的值，但是我们通常又把房价看成实数，看成是标量，所以又把它看成一个连续的数值。

再看一个例子：

　　假设说你想通过查看病历来推测乳腺癌良性与否，假如有人检测出乳腺肿瘤，恶性肿瘤有害并且十分危险，而良性的肿瘤危害就没那么大，所以人们显然会很在意这个问题。

　　让我们来看一组数据：这个数据集中，横轴表示肿瘤的大小，纵轴上，我标出 1 和 0 表 示是或者不是恶性肿瘤。我们之前见过的肿瘤，如果是恶性则记为 1 ，不是恶性，或者说良性记为 0。 我有 5 个良性肿瘤样本，在 1 的位置有 5 个恶性肿瘤样本。现在我们有一个朋友很不幸检查出乳腺肿瘤。假设说她的肿瘤大概这么大，那么机器学习的问题就在于，你能否估算出肿瘤是恶性的或是良性的概率。用术语来讲，这是一个分类问题。 分类指的是，我们试着推测出离散的输出值：0 或 1 良性或恶性，而事实上在分类问题中，输出可能不止两个值。比如说可能有三种乳腺癌，所以你希望预测离散输出 0、1、2、 3。0 代表良性，1 表示第一类乳腺癌，2 表示第二类癌症，3 表示第三类，但这也是分类问题。

　　因为这几个离散的输出分别对应良性，第一类第二类或者第三类癌症，在分类问题中我们可以用另一种方式绘制这些数据点。

　　现在我用不同的符号来表示这些数据。既然我们把肿瘤的尺寸看做区分恶性或良性的特征，那么我可以这么画，我用不同的符号来表示良性和恶性肿瘤。或者说是负样本和正样本现在我们不全部画 X，良性的肿瘤改成用 O 表示，恶性的继续用 X 表示。来预测肿瘤的恶性与否。

　　总结，监督学习的基本思想是——我们的数据集中，每个样本都有相应的“正确答案”，再根据这些样本作出预测。