CHOrD: Erzeugung kollisionsfreier, hausgroßer und organisierter digitaler Zwillinge für 3D-Innenräume mit kontrollierbaren Grundrissen und optimalen Layouts

CHOrD: Generation of Collision-Free, House-Scale, and Organized Digital Twins for 3D Indoor Scenes with Controllable Floor Plans and Optimal Layouts

March 15, 2025

Autoren: Chong Su, Yingbin Fu, Zheyuan Hu, Jing Yang, Param Hanji, Shaojun Wang, Xuan Zhao, Cengiz Öztireli, Fangcheng Zhong

cs.AI

Zusammenfassung

Wir stellen CHOrD vor, ein neuartiges Framework für die skalierbare Synthese von 3D-Innenräumen, das darauf ausgelegt ist, hausgroße, kollisionsfreie und hierarchisch strukturierte digitale Zwillinge von Innenräumen zu erstellen. Im Gegensatz zu bestehenden Methoden, die das Szenenlayout direkt als Szenengraph oder Objektliste synthetisieren, integriert CHOrD eine 2D-bildbasierte Zwischenlayoutdarstellung, die eine effektive Vermeidung von Kollisionsartefakten ermöglicht, indem diese erfolgreich als Out-of-Distribution (OOD)-Szenarien während der Generierung erfasst werden. Darüber hinaus ist CHOrD im Gegensatz zu bestehenden Methoden in der Lage, Szenenlayouts zu generieren, die komplexe Grundrisse mit multimodalen Steuerungen einhalten, wodurch die Erstellung kohärenter, hausweiter Layouts ermöglicht wird, die robust gegenüber geometrischen und semantischen Variationen in Raumstrukturen sind. Zusätzlich schlagen wir einen neuartigen Datensatz mit erweitertem Umfang an Haushaltsgegenständen und Raumkonfigurationen sowie deutlich verbesserter Datenqualität vor. CHOrD zeigt state-of-the-art Leistung sowohl auf dem 3D-FRONT-Datensatz als auch auf unserem vorgeschlagenen Datensatz und liefert fotorealistische, räumlich kohärente Synthesen von Innenräumen, die an beliebige Grundrisvariationen anpassbar sind.

English

We introduce CHOrD, a novel framework for scalable synthesis of 3D indoor scenes, designed to create house-scale, collision-free, and hierarchically structured indoor digital twins. In contrast to existing methods that directly synthesize the scene layout as a scene graph or object list, CHOrD incorporates a 2D image-based intermediate layout representation, enabling effective prevention of collision artifacts by successfully capturing them as out-of-distribution (OOD) scenarios during generation. Furthermore, unlike existing methods, CHOrD is capable of generating scene layouts that adhere to complex floor plans with multi-modal controls, enabling the creation of coherent, house-wide layouts robust to both geometric and semantic variations in room structures. Additionally, we propose a novel dataset with expanded coverage of household items and room configurations, as well as significantly improved data quality. CHOrD demonstrates state-of-the-art performance on both the 3D-FRONT and our proposed datasets, delivering photorealistic, spatially coherent indoor scene synthesis adaptable to arbitrary floor plan variations.