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教師あり学習と教師なし学習の違い

機械学習の3分類のうち2つ。教師あり学習は「正解ラベル付きデータ」から学び、教師なし学習は「ラベルのないデータ」から構造やパターンを発見します。残る1つの強化学習は、行動と報酬から学習する別アプローチです。

比較表で見る違い

観点教師あり学習教師なし学習
正解ラベル必要(入力と正解のペア)不要(入力データのみ)
主なタスク分類・回帰クラスタリング・次元削減・異常検知
代表的な手法線形回帰、ロジスティック回帰、決定木、SVM、ニューラルネットk-means法、階層的クラスタリング、主成分分析(PCA)
使い所スパム判定、与信スコア、需要予測顧客セグメント、異常検知、データ可視化

それぞれの詳しい解説

A教師あり学習(Supervised Learning)

入力データと正解ラベルのペアを大量に与えて学習させ、未知の入力に対する予測を行う方式。出力が離散値なら「分類」、連続値なら「回帰」と呼びます。スパム判定や売上予測など多くの実用例があります。

  • 入力と正解のペアで学習

  • 分類(離散)と回帰(連続)に大別

  • ラベル付きデータの整備が前提

B教師なし学習(Unsupervised Learning)

正解ラベルのないデータから、データに潜む構造やパターンを自動的に見つけ出す方式。似たデータをグループ化するクラスタリング、次元を圧縮する主成分分析、外れ値を見つける異常検知などが代表的です。

  • ラベル不要でデータ構造を発見

  • k-means法・階層クラスタリングが代表

  • 顧客セグメンテーションや異常検知に活用

試験対策のポイント

「教師あり=ラベルあり・分類/回帰」「教師なし=ラベルなし・クラスタリング/次元削減」。3分類目の強化学習(行動と報酬で学習)も併せて押さえる。

理解度チェック(3問)

Q1. 教師あり学習の例として最も適切なものはどれか。

  1. 1購買履歴から似た顧客をグループ化する
  2. 2過去のメールから新着メールがスパムかを判定する
  3. 3ロボットが試行錯誤で歩行を獲得する
  4. 4高次元データを可視化のため次元削減する
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正解:2. 過去のメールから新着メールがスパムかを判定する

スパム判定は入力(メール)と正解ラベル(スパム/非スパム)のペアで学習する典型的な教師あり学習(分類)。

Q2. 教師なし学習に分類されるアルゴリズムはどれか。

  1. 1線形回帰
  2. 2ロジスティック回帰
  3. 3k-means法
  4. 4サポートベクタマシン
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正解:3. k-means法

k-means法はデータをk個のクラスタに分割する代表的な教師なし学習アルゴリズム。他は教師あり学習。

Q3. 機械学習における「分類」と「回帰」の違いとして最も適切なものはどれか。

  1. 1分類はラベル不要、回帰はラベル必須
  2. 2分類は離散値の予測、回帰は連続値の予測
  3. 3分類は教師なし、回帰は教師あり
  4. 4分類は強化学習、回帰は教師あり学習
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正解:2. 分類は離散値の予測、回帰は連続値の予測

どちらも教師あり学習。出力が離散値(カテゴリ)なら分類、連続値(数値)なら回帰。

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