【AI面试准备】语言模型、语音、多模态等模型能力评估指标和能力边界

面试岗位提出这个要求：掌握语言模型、语音、多模态等模型能力评估指标和能力边界。

以下是针对语言模型、语音模型、多模态模型能力评估指标与能力边界的结构化总结，结合高频面试考点和实际应用场景：

---

一、语言模型（LLM）评估与边界

1. 核心评估指标

• 通用能力：
  • 困惑度（Perplexity）：衡量模型对文本概率分布的预测能力（越低越好）。
  • 任务特定指标：
    • 文本分类：准确率、F1-score
    • 文本生成：BLEU（基于n-gram匹配）、ROUGE（侧重召回率）、METEOR（结合同义词对齐）
    • 问答任务：EM（完全匹配率）、F1（模糊匹配）
• 高阶能力：
  • 常识推理：基于数据集（如CommonsenseQA）的准确率
  • 逻辑推理：数学问题（GSM8K）、代码生成（HumanEval pass@k）
  • 安全性：有害内容生成率（通过对抗性测试）

2. 能力边界

• 输入限制：
  • 上下文长度（如GPT-4 Turbo支持128k tokens，超长文本可能丢失中间信息）
  • 多语言能力差异（低资源语言表现显著下降）
• 输出风险：
  • 幻觉（Hallucination）：生成与事实不符的内容
  • 逻辑一致性：长文本生成中前后矛盾
• 计算成本：
  • 推理延迟（大模型实时性差）
  • 微调成本（需千亿级token数据）

---

二、语音模型评估与边界

1. 核心评估指标

• 语音识别（ASR）：
  • 词错误率（WER）：(插入+删除+替换的词数)/总词数
  • 字符错误率（CER）：类似WER，针对字符级
• 语音合成（TTS）：
  • MOS（Mean Opinion Score）：人工主观评分（1-5分）
  • 自然度：韵律、语调的流畅性（可通过对比AB测试）
• 语音交互：
  • 意图识别准确率（基于分类任务）
  • 端到端延迟（从输入到响应的总时间）

2. 能力边界

• 环境敏感性：
  • 噪声干扰（如背景音乐导致WER上升）
  • 口音/方言识别能力差异
• 长尾场景：
  • 专业术语（如医学名词）识别错误率高
  • 低资源语言合成自然度差
• 实时性限制：
  • 流式语音识别中的部分结果偏差

---

三、多模态模型评估与边界

1. 核心评估指标

• 跨模态对齐：
  • 图文检索：Recall@k（前k个结果中正确命中的比例）
  • 图像描述生成：CIDEr（基于TF-IDF加权的n-gram相似度）、SPICE（语义命题匹配）
• 多模态推理：
  • VQA（视觉问答）：准确率（需区分“显式”与“隐含”知识）
  • 多模态情感分析：F1-score（结合文本、语音、表情）
• 生成质量：
  • 图像生成：FID（Frechet Inception Distance，衡量生成与真实图像的分布距离）
  • 视频生成：SSIM（结构相似性指标）

2. 能力边界

• 模态缺失：
  • 单一模态输入时推理能力下降（如纯文本输入无法解决需视觉推理的问题）
• 复杂场景：
  • 小样本物体检测（图像中罕见物体识别失败）
  • 时空关系理解（视频中动作时序逻辑错误）
• 伦理风险：
  • 跨模态生成伪造内容（Deepfake检测难度）

---

四、通用测试方法论

1. 测试设计原则

• 覆盖长尾分布：主动构造边缘案例（如语音中的重叠对话）
• 对抗测试：
  • 文本：添加错别字、干扰符
  • 图像：对抗性扰动（如FGSM攻击）
• 压力测试：
  • 高并发请求下的服务稳定性
  • 极端输入长度（如超长音频分割测试）

2. 工具与数据集

• 语言模型：GLUE/SuperGLUE（通用评估）、TruthfulQA（真实性测试）
• 语音模型：LibriSpeech（ASR基准）、VCTK（多说话人TTS）
• 多模态模型：COCO（图像描述）、MSR-VTT（视频问答）

---

五、高频面试问题示例

1. 理论问题：

   • “如何评估一个多模态模型的图文检索能力？”
   • “语音识别中的WER和CER有什么区别？分别适用什么场景？”
   • “如果大模型生成了事实性错误，可能有哪些改进方向？”

2. 场景分析：

   • “设计一个测试方案，验证语音助手在嘈杂环境下的唤醒率。”
   • “如何检测图文生成模型中的偏见（如性别刻板印象）？”
   • “模型在测试集表现良好但用户投诉生成内容不连贯，如何排查原因？”

---

六、快速实践建议

1. 代码级体验：
   • 使用HuggingFace evaluate库快速计算BLEU/WER等指标

   from evaluate import load
   wer = load("wer")
   predictions = ["I like cake", "Hello world"]
   references = ["I like pie", "Hello moon"]
   print(wer.compute(predictions=predictions, references=references))
   

2. 案例分析：
   • 复现一篇论文的评估章节（如BERT的GLUE分数或Whisper的WER）

---

面试技巧：

• 回答评估指标时，务必解释指标缺陷（如BLEU忽略语义、WER不考虑同义词替换）
• 强调“能力边界”思维：
  “在评估模型时，我会优先明确其设计目标和限制条件，例如语音模型在安静环境下的WER可能低于5%，但在电话信道压缩场景可能恶化到20%以上。”