脑控打字实验界面（SSVEP 范式）
实验简介
SSVEP 脑控打字是一种基于稳态视觉诱发电位（Steady-State Visual Evoked Potential）的脑机接口拼写系统。被试通过注视代表不同字符的闪烁刺激来选择目标字母或符号。系统通过解码 SSVEP 信号识别被试的注视目标，从而实现"意念打字"。
实验演示
实验参数
| 参数 |
值 |
说明 |
| 屏幕分辨率 |
1920×1080 |
全屏模式 |
| 屏幕刷新率 |
60 Hz |
影响闪烁频率精度 |
| 字符矩阵 |
6×6 |
36 个字符 |
| 试次数 |
10 |
选择次数 |
| 采样率 |
500 Hz |
EEG 数据采集 |
| 刺激时长 |
5.0 秒 |
每次选择刺激时间 |
| 试次间隔 |
1.0 秒 |
选择间间隔 |
| 字符数量 |
36 |
字母 + 数字 |
刺激频率配置
行频率（6 行）
| 行号 |
频率 |
对应字符 |
| 第 1 行 |
8.0 Hz |
A B C D E F |
| 第 2 行 |
10.0 Hz |
G H I J K L |
| 第 3 行 |
12.0 Hz |
M N O P Q R |
| 第 4 行 |
14.0 Hz |
S T U V W X |
| 第 5 行 |
16.0 Hz |
Y Z 0 1 2 3 |
| 第 6 行 |
18.0 Hz |
4 5 6 7 8 9 |
列频率（6 列）
| 列号 |
频率 |
对应字符 |
| 第 1 列 |
7.5 Hz |
A G M S Y 4 |
| 第 2 列 |
9.5 Hz |
B H N T Z 5 |
| 第 3 列 |
11.5 Hz |
C I O U 0 6 |
| 第 4 列 |
13.5 Hz |
D J P V 1 7 |
| 第 5 列 |
15.5 Hz |
E K Q W 2 8 |
| 第 6 列 |
17.5 Hz |
F L R X 3 9 |
字符选择原理
被试注视目标字符 → 视网膜接收行列闪烁刺激 → 视觉皮层产生 SSVEP 响应
↓
EEG 信号采集与处理
↓
CCA 算法识别行频 + 列频组合
↓
确定目标字符坐标
↓
输出选中字符
示例：选择字符 "K"
- 位置：第 2 行，第 5 列
- 行频率：10.0 Hz
- 列频率：15.5 Hz
- 识别：检测到 10.0 Hz + 15.5 Hz 组合 → 输出 "K"
实验流程
- 准备阶段 - 佩戴 EEG 帽，检查信号质量，放置枕叶区电极（O1, O2, Oz）
- 校准阶段 - 采集各频率 SSVEP 响应，训练 CCA 分类器
- 练习阶段 - 5 次练习选择，熟悉字符矩阵和闪烁模式
- 正式实验 - 10 次字符选择任务
- 在线拼写 - 实时解码 SSVEP 信号，拼写完整单词或句子
- 数据保存 - 记录 EEG 数据、选择目标、准确率和拼写速度
推荐电极位置
- O1, O2, Oz - 主要视觉皮层区域
- POz - 顶枕区（可选）
- 参考电极 - 乳突或耳垂
性能指标
| 指标 |
目标值 |
说明 |
| 准确率 |
> 90% |
字符识别正确率 |
| ITR |
> 20 bits/min |
信息传输率 |
| 选择速度 |
< 5 秒/字符 |
单次选择时间 |
| 误码率 |
< 10% |
错误选择比例 |
注意事项
- 确保 EEG 电极阻抗 < 10kΩ，枕叶区信号质量良好
- 被试需保持头部稳定，减少眼动和眨眼伪迹
- 实验环境光照保持恒定，避免屏幕反光
- 被试与屏幕距离保持在 60-80cm
- 有光敏性癫痫史的被试禁止参加实验
- 如感视觉疲劳可申请短暂休息
- 刺激频率需根据屏幕刷新率校准（60Hz 推荐）
- 字符矩阵大小可根据需要调整（如 5×5, 8×8）
扩展功能
1. 虚拟键盘布局
┌─────────────────────────────────┐
│ A B C D E F │
│ G H I J K L │
│ M N O P Q R ← 字符区 │
│ S T U V W X │
│ Y Z 0 1 2 3 │
│ 4 5 6 7 8 9 │
├─────────────────────────────────┤
│ ← → ↑ ↓ Enter Backspace │ ← 功能键区
└─────────────────────────────────┘
2. 预测输入
- 集成语言模型（如 n-gram）
- 根据上下文预测下一个字符
- 减少选择次数，提高拼写速度
3. 多模态反馈
- 视觉反馈：高亮选中字符
- 听觉反馈：确认音提示
- 触觉反馈：振动反馈（可选）