Học có giám sát(Supervised learning) là gì? Định nghĩa và ví dụ

NỘI DUNG BÀI VIẾT

Học có giám sát là gì?

Học có giám sát (supervised learning) là một kỹ thuật của ngành học máy nhằm mục đích xây dựng một hàm f từ dữ tập dữ liệu huấn luyện (Training data). Dữ liệu huấn luyện bao gồm các cặp đối tượng đầu vào và đầu ra mong muốn. Đầu ra của hàm f có thể là một giá trị liên tục hoặc có thể là dự đoán một nhãn phân lớp cho một đối tượng đầu vào.

Nhiệm vụ của chương trình học có giám sát là dự đoán giá trị của hàm f cho một đối tượng đầu vào hợp lệ bất kì, sau khi đã xét một số mẫu dữ liệu huấn luyện (nghĩa là các cặp đầu vào và đầu ra tương ứng). Để đạt được điều này, chương trình học phải tổng quát hóa từ các dữ liệu sẵn có để dự đoán được những tình huống chưa gặp phải theo một cách hợp lý.

Cách giải một bài toán học có giám sát

Để giải một bài toán học có giám sát ta thực hiện theo các bước sau:

Bước 1: Xác định loại của các dữ liệu huấn luyện: Trước tiên ta cần phải quyết định xem loại dữ liệu nào sẽ được sử dụng làm dữ liệu huấn luyện. Ta có thể chọn dữ liệu một kí tự viết tay đơn lẻ, toàn bộ một từ viết tay, hay toàn bộ một dòng chữ viết tay, …

Bước 2: Thu thập tập dữ liệu huấn luyện. Khi thu thập tập dữ liệu huấn luyện cần phải đảm bảo được sự đặc trưng cho thực tế sử dụng của hàm chức năng. Do đó tập các dữ liệu đầu vào và đầu ra tương ứng phải được thu thập từ các chuyên gia hoặc từ việc đo đạc tính toán.

Bước 3: Xác định việc biễu diễn các đặc trưng đầu vào cho hàm mục tiêu cần tìm. Độ chính xác của mục tiêu phụ thuộc rất lớn vào các đối tượng đầu vào được biểu diễn như thế nào. Đa số các đối tượng đầu vào được chuyển đổi thành một véc tơ đặc trưng chứa các đặc trưng cơ bản của đối tượng đó. Chú ý số lượng các đặc trưng không được lớn quá, để tránh sự bùng nổ tổ hợp tuy nhiên nó phải đủ lớn để đảm bảo dự đoán chính xác đầu ra.

Bước 4: Xác định cấu trúc của hàm mục tiêu cần tìm và giải thuật học tương
ứng. Ví dụ, ta có thể sử dụng mạng nơ-ron nhân tạo, cây quyết định, …

Bước 5: Hoàn thiện và thiết kế chương trình.

Tiến hành chạy giải thuật học với tập dữ liệu huấn luyện thu thập được. Ta có thể điều chỉnh các tham số của giải thuật học bằng cách tối ưu hóa hiệu năng trên một tập con của tập huấn luyện, (gọi là tập kiểm chứng -validation set) của tập huấn luyện hay thông qua kiểm chứng chéo (cross-validation). Sau đó ta tiến hành đo đạc hiệu năng của giải thuật trên một tập dữ liệu kiểm tra độc lập với tập huấn luyện.