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シーン生成arXiv:2606.06390

HomeWorld: フロアプランから家具付きまでを統合した、制御可能で高密度にインタラクティブな住宅全体シーン生成フレームワーク

HomeWorld: A Unified Floorplan-to-Furnished Framework for Generating Controllable, Densely Interactive Whole-Home Scenes

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住宅全体のシーン生成を、フロアプラン生成、家具レイアウト生成、小物体配置の階層的フレームワークに分解し、大規模データとLLM、画像生成、VLMリファイナーを用いて制御可能かつシミュレーション可能なシーンを生成する手法を提案した。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 屋内シーン生成はロボットシミュレーションや内装設計に重要。 - 既存手法は手作りルールや部分タスク(floorplan合成や単一部屋の家具配置)に限定。 - 全体としての一貫性・リアリズム・シミュレーション適性に欠ける。 - 本研究はfloorplanから家具・物体配置までを統合する階層的フレームワークHomeWorldを提案。 - 制御可能な全館シーン生成を目指す。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 既存手法は手作りルールや孤立したサブタスクに依存。 - 本研究は全館floorplan生成から家具・物体配置までを統合。 - 大規模実住宅floorplanデータセット300Kを構築しLLMを訓練。 - K-D tree表現と詳細記述で細粒度・制御可能な生成を実現。 - 画像生成モデルとVLMベースrefinerで多段階配置を実現。 - 定量・定性評価で先行手法を上回る。

3. 技術・手法の肝は?

- 階層的フレームワークで屋内シーン合成を制御可能な段階に分解。 - 300K実住宅floorplanデータセットでLLMを訓練し全館floorplan生成。 - K-D treeベース表現と詳細記述で細粒度制御。 - 生成floorplan上で画像生成モデルを用い多レベル視点から家具配置を起草。 - 支持面上(キャビネット、机、食卓など)の小型操作可能物体を配置。 - VLMベースrefinerが反復的に配置を修正。 - 3D生成モデルで個別アセットを柔軟に置換。 - 基本物理属性、表面テクスチャ、照明設定を付与。

4. どうやって有効だと検証した?

- 実験とユーザスタディを実施。 - 提案パイプラインがより多様なレイアウトと強い3Dデザイン魅力を持つ indoor space を生成。 - 定量・定性指標で先行手法を上回る。 - floorplanデータセットと5Kの完全家具付きシーンをコミュニティに公開予定。

5. 議論はある?

- 複雑なレイアウトと3Dシーンデータ不足が学習ベース生成を困難にする点を指摘。 - 既存手法の限界(手作りルール、孤立サブタスク、全体一貫性・リアリズム・シミュレーション適性の欠如)を議論。 - 提案手法の有効性を示すが、限界や課題の詳細は要旨からは不明。

6. 次に読むべき論文は?

- 要旨で参照/比較されている研究: floorplan synthesis、single-room furnishing の既存手法。 - 関連手法: large language model、K-D tree、image generation models、VLM-based refiner、3D generative model。 - 同分野の定番: 屋内シーン生成、embodied AI simulation に関する研究。

※ AIが要旨から生成した要約です。正確性は原文をご確認ください。

著者: Wenbo Li, Xiaoliang Ju, Zipeng Qin, Rongyao Fang, Hongsheng Li

分類: cs.CV, cs.AI

原文アブストラクト

Indoor scene generation is crucial for robot simulation and modern interior design. However, complex layouts together with scarce 3D scene data make learning-based generation challenging. Existing methods often rely on hand-crafted rules or focus on isolated sub-tasks (e.g., floorplan synthesis or single-room furnishing), producing whole-home scenes that lack global coherence, realism, and simulation readiness. To mitigate these limitations, we propose a unified hierarchical framework that decomposes indoor scene synthesis into controllable stages. First, we curate a large-scale dataset of 300K real residential floorplans to train a large language model for whole-home floorplan generation. With detailed descriptions and a K-D tree-based representation, our method enables fine-grained, controllable whole-home floorplan generation. Building upon the generated whole-home floorplan, we leverage image generation models to draft furniture layouts from multi-level roaming viewpoints, and then generate the layouts of small manipulable objects on different supporting surfaces (e.g., cabinets, desks, and dining tables) for embodied AI simulation. During furniture and object layout generation, a VLM-based refiner iteratively corrects furniture and object placement, and a 3D generative model enables flexible replacement of individual assets. We further attach basic physical attributes and simple surface texture and lighting setups to complete the pipeline for embodied AI use. Experiments and user studies demonstrate that our pipeline produces indoor spaces with greater layout diversity and stronger 3D design appeal, outperforming prior methods on both quantitative and qualitative metrics. Finally, alongside our generation pipeline, we will release the floorplan dataset and 5K fully furnished scenes to the community. Project Page: https://kairos-homeworld.github.io/

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