CHOrD: Generatie van botsingsvrije, huis-schaal en georganiseerde digitale tweelingen voor 3D binnenscènes met aanpasbare plattegronden en optimale indelingen

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

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

cs.AI

Samenvatting

We introduceren CHOrD, een nieuw raamwerk voor de schaalbare synthese van 3D binnenscènes, ontworpen om huisgrote, botsingsvrije en hiërarchisch gestructureerde digitale tweelingen van binnenruimtes te creëren. In tegenstelling tot bestaande methoden die de scène-indeling direct synthetiseren als een scènegrafiek of objectenlijst, integreert CHOrD een op 2D afbeeldingen gebaseerde tussenliggende lay-outrepresentatie, waardoor effectief botsingsartefacten worden voorkomen door deze succesvol te identificeren als out-of-distribution (OOD) scenario’s tijdens de generatie. Bovendien is CHOrD, in tegenstelling tot bestaande methoden, in staat om scène-indelingen te genereren die voldoen aan complexe plattegronden met multimodale controles, waardoor het mogelijk wordt om samenhangende, huisbrede indelingen te creëren die robuust zijn tegen zowel geometrische als semantische variaties in kamerstructuren. Daarnaast stellen we een nieuwe dataset voor met een uitgebreide dekking van huishoudelijke artikelen en kamerconfiguraties, evenals een aanzienlijk verbeterde data-kwaliteit. CHOrD toont state-of-the-art prestaties op zowel de 3D-FRONT als onze voorgestelde datasets, en levert fotorealistische, ruimtelijk samenhangende synthese van binnenscènes die aanpasbaar is aan willekeurige variaties in plattegronden.

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.