Evaluation of two stereophotogrametry software for 3D reconstruction of virtual facial models

ABSTRACT

ABSTRACT Objective: The present study aimed to evaluate the accuracy of 3D facial soft tissue virtual models produced by two photogrammetry softwares (AgiSoft Photoscan and 3DF Zephyr Free), when compared to those created by cone beam computed tomography (CBCT). Methods: Ten patients were submitted to two sequences of photographs performed with a DSLR camera (with and without the aid of a ring flash) and CBCT scans. Each photo series for each patient was processed with the softwares, and at the end, five models of each patient were generated 1) CBCT, 2) AAL (Agisoft Ambient Light), 3) AFL (Agisoft Flash Light), 4) ZAL (Zephyr Ambient Light), and 5) ZFL (Zephyr Flash Light). Color coded maps and root-mean-square (RMS) distances were used to compare the photogrammetry models to the CBCT ones. Results: One sample t-test showed significant differences between all methods versus CBCT. The worst results were seen in the ZAL group (discrepancies up to 5.17mm), while the best results were produced by AAL group (discrepancies up to 2.11mm). Conclusions: It can be concluded that this type of virtual facial models are reasonably accurate, although not perfect, and considering its lower biological and financial cost, they may play an important role in specific situations.

RESUMO

RESUMO Objetivo: O presente estudo teve como objetivo avaliar a acurácia de modelos virtuais 3D de tecidos moles faciais produzidos por dois softwares de fotogrametria (AgiSoft Photoscan e 3DF Zephyr Free), em comparação aos gerados por tomografia computadorizada de feixe cônico (TCFC). Métodos: Dez pacientes foram submetidos a duas sequências de fotografias realizadas com câmera DSLR (com e sem auxílio de ring flash) e a TCFC. Cada série de fotografias de cada paciente foi processada com os softwares e, ao fim, foram gerados cinco modelos de cada paciente 1) TCFC; 2) AAL (Agisoft Ambient Lighting); 3) AFL (Agisoft Flash Light); 4) ZAL (Zephyr Ambient Lighting); e 5) ZFL (Zephyr Flash Light). Mapas codificados por cores e distâncias quadráticas médias (RMS) foram usados para comparar os modelos de fotogrametria com os de TCFC. Resultados: O teste t para uma amostra mostrou diferenças significativas entre todos os métodos versus a TCFC. Os piores resultados foram observados no grupo ZAL (discrepâncias de até 5,17 mm), enquanto os melhores resultados foram produzidos pelo grupo AAL (discrepâncias de até 2,11 mm). Conclusões: Pode-se concluir que esse tipo de modelos faciais virtuais é razoavelmente preciso, embora não sejam perfeitos; e, considerando-se seu menor custo biológico e financeiro, podem desempenhar um papel importante em situações específicas.