如何实现戴着口罩也能人脸解锁iPhone？
新冠状病毒疫情发生后，玄武实验室的同学们也一直在思考我们的技术能否在全民抗疫中提供一些帮助。
看到不少朋友抱怨戴口罩后就无法用人脸解锁iPhone了，给日常生活带来很大不便。苹果手机的Face ID在安全上设计较为严格，口鼻部被遮挡后就无法解锁，而且也不支持戴口罩状态录入面容。虽然网上已经有一些关于戴口罩解锁iPhone的探索，但我们测试后发现这些方法成功率普遍不高，尤其是对于Face ID安全性更严格的iPhone 11来说。
玄武实验室研究生物识别技术多年，对Face ID进行过深入分析。基于之前的研究，我们设计了一种录入面容后无论戴不戴口罩都可以解锁Face ID的方法。这种方法操作简便，而且即使对iPhone 11的成功率也很高。
第一步：取一只全新的口罩，左右对折，将两个耳挂绳重合后挂于一侧耳朵上（左右耳均可）。用手捏住口罩的中间偏下位置拉至半遮面状态，如图1所示。
图1. 半遮面状态
提示：
1）口罩需尽可能贴紧脸，避免出现明显褶皱；
2）口罩的上角需遮挡住完整的半个鼻尖；
3）若口罩面料偏软，导致拉口罩时出现明显形变，手捏的位置可适当上移，例如捏住口罩中间的位置；
4）可先对着镜子检查半遮面状态是否满足以上要求。
第二步：保持半遮面状态，设置Face ID，如图2所示。
图2. 半遮面状态下设置Face ID
提示：
1）若手机出现面容被遮挡的提示，说明面容遮挡过多，可一边观察屏幕一边逐渐减少拽拉的力度直至触发面容录入的圆形取景画面；
2）可故意令口罩稍越过面部中线，造成遮挡过度，再通过上述方法逐渐减少遮挡，找到临界点，在临界点状态录入的面容解锁成功率最高。
第三步：触发面容录入的圆形取景画面后需保持口罩与脸的相对位置不变，头部转圈录入面容，如图3所示。
图3. 半遮面状态下录入面容
提示：若头部转圈时难以保持口罩与脸的相对位置不变，可不移动头部，而让手机绕着头转动。
第四步：摘掉口罩后尝试解锁手机。
第五步：正常佩戴口罩后尝试解锁手机。
演示视频：
（视频中使用的手机为iPhone 11 Pro Max，iOS 13.3.1）
Q&A：
Q：该方法背后的原理是什么？
A：利用了Face ID技术面容模板的镜像匹配性质。
Q：该方法适用于所有口罩么？
A：我们试过多种不同款式的口罩，包括普通一次性医用口罩、N95口罩、带呼吸阀的口罩等，尚未发现不适用的。立体杯状口罩无法折叠，但理论上可通过剪去一半的方式进行类似录入操作。
图4. 实验中使用过的部分口罩
Q：该方法需要解锁失败后不断输入密码进行自学习吗？
A：不需要输入密码进行学习。该方法所需要的学习都是由手机自动进行的。
Q：用一种口罩进行录入，以后佩戴其它种类的口罩能解锁吗？
A：只要两种口罩材质相差不大，就可以跨口罩解锁。
Q：摘掉口罩后还能解锁吗？
A：可以。
Q：戴眼镜可以吗？
A：可以。不过要戴着眼镜进行上面的录入步骤。
Q：不用口罩半遮面，而用白纸遮挡半边脸录入可以吗？
A：这样操作成功率较低。因为纸张对Face ID所使用的红外光的反射率与口罩布料不同，且纸张容易出现形变。另外，这种方式会使Face ID丢失被遮挡部位的全部3D特征，从而更大程度降低安全性，
Q：出现了解锁不成功或成功率不高的情况怎么办？
A：首先，第一步第二步要严格按照描述操作；其次，佩戴口罩时，鼻梁处有金属丝的口罩需调整金属丝，使口罩紧贴鼻梁；第三，口罩不能戴的过高。同时可尝试在第三步面容录入完成后，以半遮面的状态解锁两三次，然后逐渐增大口罩遮挡面积再解锁两三次。
Q：多次使用后能提高解锁成功率吗？
A：能，多次使用后，Face ID的自学习机制会提高一些解锁成功率。
Q：该方法安全吗？
A：从技术上看，鼻子以上部分面容的特征空间仍足够丰富，且即使戴口罩后口鼻部也有部分3D轮廓信息可被Face ID使用。但是，虽然我们认为这不失为一种可在疫情期间临时使用的方法，但无法对使用该方法后可能出现的情况做出任何保证。
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