2025年大學(xué)《信息與計(jì)算科學(xué)》專業(yè)題庫——語音識(shí)別與生物識(shí)別技術(shù)考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。下列每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。請將正確選項(xiàng)前的字母填在括號(hào)內(nèi)。）1.語音信號(hào)處理的第一步通常涉及（）。（A）特征提?。˙）語音識(shí)別（C）信號(hào)采集與預(yù)處理（D）聲學(xué)模型訓(xùn)練2.在語音識(shí)別系統(tǒng)中，用于描述語音隨時(shí)間變化特性的模型是（）。（A）高斯混合模型（GMM）（B）隱馬爾可夫模型（HMM）（C）線性預(yù)測系數(shù)（LPC）（D）梅爾頻率倒譜系數(shù)（MFCC）3.下列哪種技術(shù)通常用于提高語音識(shí)別系統(tǒng)在噪聲環(huán)境下的性能？（）（A）增加語言模型復(fù)雜度（B）自適應(yīng)噪聲消除（C）提高采集麥克風(fēng)靈敏度（D）減少詞匯量4.生物識(shí)別技術(shù)中，根據(jù)個(gè)體獨(dú)特的生理或行為特征進(jìn)行身份認(rèn)證，其核心在于特征的（）。（A）唯一性和穩(wěn)定性（B）易采集性和低成本（C）可存儲(chǔ)性和可傳輸性（D）實(shí)時(shí)性和便捷性5.指紋識(shí)別中，用于唯一標(biāo)識(shí)指紋的關(guān)鍵點(diǎn)是（）。（A）指紋圖像（B）紋線（C）細(xì)節(jié)點(diǎn)（Minutiae）（D）指紋區(qū)域6.人臉識(shí)別系統(tǒng)中，除了二維圖像，有時(shí)也會(huì)利用（）進(jìn)行更精確的識(shí)別。（A）三維深度信息（B）紅外圖像（C）彩色圖像（D）人臉紋理7.在生物識(shí)別系統(tǒng)中，衡量系統(tǒng)將真實(shí)用戶誤判為非用戶的概率的指標(biāo)是（）。（A）FAR（FalseAcceptanceRate）（B）FRR（FalseRejectionRate）（C）EER（EqualErrorRate）（D）CER（ClassificationErrorRate）8.語音識(shí)別中的語言模型主要作用是（）。（A）提取語音頻譜特征（B）學(xué)習(xí)語音信號(hào)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律（C）提高識(shí)別結(jié)果的流暢度和準(zhǔn)確性（D）消除環(huán)境噪聲9.為了防止生物識(shí)別系統(tǒng)被欺騙，通常會(huì)采用（）技術(shù)。（A）數(shù)據(jù)加密（B）活體檢測（C）特征降維（D）多模態(tài)融合10.下列哪項(xiàng)不屬于典型的生物識(shí)別技術(shù)？（）（A）指紋識(shí)別（B）人臉識(shí)別（C）虹膜識(shí)別（D）DNA序列識(shí)別（通常認(rèn)為不屬于主流生物識(shí)別范疇）二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填在橫線上。）1.語音信號(hào)是______信號(hào)，包含豐富的______信息。2.常用的語音特征提取方法包括______和______。3.隱馬爾可夫模型（HMM）通常與______模型結(jié)合使用，構(gòu)成經(jīng)典的語音識(shí)別系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。4.生物識(shí)別技術(shù)按獲取方式可分為______式和______式。5.人臉識(shí)別中的特征提取方法主要包括______和基于深度學(xué)習(xí)的方法。6.衡量生物識(shí)別系統(tǒng)性能的兩個(gè)主要指標(biāo)是______和______。7.語音識(shí)別系統(tǒng)中的后端（Decoder）主要負(fù)責(zé)根據(jù)聲學(xué)模型和語言模型的輸出進(jìn)行______。8.聲紋識(shí)別是利用個(gè)體發(fā)聲時(shí)聲音的______和______特征進(jìn)行識(shí)別。9.生物識(shí)別系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫需要考慮數(shù)據(jù)的安全性和______。10.近年來，深度學(xué)習(xí)技術(shù)，特別是______模型，在語音識(shí)別領(lǐng)域取得了巨大突破。三、簡答題（每小題5分，共20分。請簡要回答下列問題。）1.簡述語音信號(hào)預(yù)加重的作用及其原理。2.簡述生物識(shí)別系統(tǒng)中的活體檢測技術(shù)及其意義。3.簡述語音識(shí)別系統(tǒng)與生物識(shí)別系統(tǒng)在基本構(gòu)成上的主要區(qū)別。4.簡述Gabor濾波器在指紋特征提取中的應(yīng)用。四、論述題（每小題10分，共30分。請圍繞下列主題展開論述。）1.試論述深度學(xué)習(xí)模型（如RNN、CNN、Transformer）在提升語音識(shí)別性能方面的優(yōu)勢。2.試比較語音識(shí)別和指紋識(shí)別兩種技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)。3.試論述生物識(shí)別技術(shù)在安全領(lǐng)域的重要應(yīng)用及其面臨的隱私挑戰(zhàn)，并提出可能的解決方案。---試卷答案一、選擇題1.C2.B3.B4.A5.C6.A7.A8.C9.B10.D二、填空題1.模擬，聲學(xué)2.線性預(yù)測系數(shù)（LPC），梅爾頻率倒譜系數(shù)（MFCC）3.高斯混合（GaussianMixture）4.接觸，非接觸5.主成分分析（PCA）/線性判別分析（LDA），深度學(xué)習(xí)6.識(shí)別率（或FRR），拒識(shí)率（或FAR）7.解碼（或搜索）8.節(jié)奏，韻律9.隱蔽性（或保密性）10.端到端（End-to-End）三、簡答題1.解析思路：預(yù)加重是為了增強(qiáng)語音信號(hào)的高頻部分，使高頻能量更接近人耳的感知特性，同時(shí)也能更好地抑制噪聲。常用的是一線性預(yù)加重器，其系統(tǒng)函數(shù)為H(z)=(1-αz?1)/(1+αz?1)，其中α通常取值接近0.97，作用于信號(hào)x(n)得到y(tǒng)(n)=x(n)-αx(n-1)。它使信號(hào)頻譜在高頻段得到提升。2.解析思路：活體檢測是為了區(qū)分真實(shí)的生物體和偽造的樣本（如照片、錄音、假指紋等），防止欺騙攻擊。其意義在于提高生物識(shí)別系統(tǒng)的安全性。常用方法包括檢測生理信號(hào)（如心跳、體溫）、行為特征（如眨眼、表情、語音韻律變化）或引入隨機(jī)挑戰(zhàn)等。3.解析思路：語音識(shí)別系統(tǒng)核心是聲學(xué)模型（將語音轉(zhuǎn)化為音素或字）和語言模型（保證語義連貫），后端解碼。生物識(shí)別系統(tǒng)核心是特征提取（從生物樣本中提取獨(dú)特特征）和特征匹配（比較待測特征與數(shù)據(jù)庫模板）。語音識(shí)別處理的是動(dòng)態(tài)的聲學(xué)信號(hào)流，依賴連續(xù)語音處理技術(shù)；生物識(shí)別處理的是相對靜態(tài)的生理/行為樣本，依賴模式識(shí)別技術(shù)。4.解析思路：Gabor濾波器是一種具有空間（或時(shí)間）頻率和方向局部化的濾波器，其頻譜類似人類視覺系統(tǒng)中的Gabor細(xì)胞。在指紋識(shí)別中，Gabor濾波器能夠有效地提取指紋圖像中的脊線結(jié)構(gòu)特征，特別是細(xì)節(jié)點(diǎn)周圍的紋理信息，因?yàn)樗鼘μ囟l率和方向的脊線響應(yīng)最強(qiáng)，且具有良好的方向選擇性。四、論述題1.解析思路：深度學(xué)習(xí)模型在語音識(shí)別中的優(yōu)勢體現(xiàn)在：1）自動(dòng)特征提取：無需人工設(shè)計(jì)復(fù)雜的特征，能從原始數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)到更具區(qū)分力的深層表示；2）強(qiáng)大的學(xué)習(xí)能力：能夠處理長距離依賴關(guān)系，建模復(fù)雜的聲學(xué)現(xiàn)象；3）端到端學(xué)習(xí)：可直接將聲波映射到文本，簡化系統(tǒng)流程，可能獲得更高的識(shí)別精度；4）泛化能力：在大量數(shù)據(jù)上訓(xùn)練后，能較好地適應(yīng)未知數(shù)據(jù)或噪聲環(huán)境。2.解析思路：優(yōu)勢：語音識(shí)別方便快捷（無需接觸），采集設(shè)備成本低，可移動(dòng)性強(qiáng)，適用于遠(yuǎn)場和多人交互。缺點(diǎn)：易受環(huán)境噪聲、口音、語速變化、語碼轉(zhuǎn)換影響，安全性相對較低（易被模仿或干擾），對設(shè)備依賴性高。指紋識(shí)別優(yōu)勢：生物特征獨(dú)特且穩(wěn)定，相對安全，采集設(shè)備成本適中，接觸式驗(yàn)證有防欺騙性。缺點(diǎn)：需要物理接觸，可能存在污損、干癟等問題導(dǎo)致采集困難，部分人群有排斥心理，數(shù)據(jù)庫管理復(fù)雜。3.解析思路：應(yīng)用：生物識(shí)別技術(shù)廣泛應(yīng)用于門禁控制、金融支付、身份認(rèn)證、安全監(jiān)控、司法