Responsable de la spécialité : Isabelle Bloch
ENST – Dépt TSI – CNRS UMR 5141 – 46 rue Barrault, 75013 Paris
Téléphone : 01 45 81 75 85 Télécopieur : 01 45 81 37 94
Mél : Isabelle.Bloch@enst.fr
1. Présentation de la spécialité
Cette spécialité vise à donner aux étudiants une formation approfondie dans les domaines liés à l'imagerie. Elle s'appuie sur des cours existant à Paris 6 et à l'ENST, et les regroupe dans des parcours cohérents allant des fondements de la discipline jusqu'aux techniques les plus avancées.
Elle répond à une forte demande de la part des étudiants, pour qui l'imagerie constitue un domaine attirant de l'informatique. Elle répond également à une demande du marché du travail, aussi bien dans les laboratoires de recherche que dans l'industrie (services en ingénierie de l'image, du multimédia, de l'image de synthèse, télédétection, imagerie médicale, contrôle non destructif, etc.).
En particulier, le parcours « Imagerie biologique et imagerie médicale » constitue une formation originale et attractive, faisant intervenir non seulement des enseignants-chercheurs en traitement d’images, mais aussi des chercheurs en imagerie médicale, imagerie biologique, neurosciences, etc., ainsi que des médecins et praticiens hospitaliers.
Présentée par la mention informatique, cette spécialité fait appel à des enseignants d'autres mentions (Sciences de l’Ingénieur, SDI, en particulier, avec qui il s’agit d’un partenariat fort puisqu’un parcours est commun), d'Ecoles d'ingénieurs (ENST, ENSTA), ainsi qu'à des chercheurs renommés de laboratoires rattachés à Paris 6 (à la Pitié-Salpêtrière par exemple).
La première année (M1) est un tronc commun offrant une importante mutualisation d'enseignements avec d'autres spécialités de la mention informatique. Elle introduit les bases du traitement du signal, du traitement des images et de la reconnaissance des formes.
La seconde année (M2) est plus spécialisée et comporte trois parcours (parcours avancé en traitement des images, imagerie industrielle et infographie, imagerie biomédicale).
2. Publics de la spécialité
L'aspect fédérateur de la spécialité conduit à recruter les étudiants issus de diverses licences, ce qui imposera de gérer l'hétérogénéité, tout en mettant en avant les bénéfices de la
complémentarité. Ainsi le recrutement se fera dans les mentions informatique, mathématiques-informatique, électronique de la licence de l'UPMC.
Une première estimation est de 60 étudiants dans cette spécialité, provenant d'informatique, d'électronique, de mathématiques-informatique, et, dans une moindre mesure, d'autres formations.
Le recrutement demandera un minimum de bases mathématiques aux étudiants d'informatique et d'électronique, un minimum d'informatique aux étudiants de mathématiques et d'électronique (programmation). Ces bases sont généralement acquises dans les licences d’informatique, de mathématiques-informatique (aussi bien dans le parcours Mathématiques et Informatique que dans le parcours Statistique et Informatique à l’UPMC). Pour les étudiants de licence d’électronique, il est recommandé d’avoir suivi les UEs d’outils mathématiques et de programmation (en C en particulier).
Une UE du M1 visera à compléter les formations des étudiants selon leur origine. Elle comportera des rappels de probabilités et de statistiques pour les informaticiens et des compléments de programmation pour les électroniciens et les mathématiciens.
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3. Organisation de la spécialité
Le M1 s'appuie sur des cours existant en informatique et en SDI dans une moindre mesure.
Il propose également une introduction au traitement du signal, au traitement des images, à la reconnaissance des formes, et complète la formation des étudiants selon leur origine. Enfin, un projet permettra de mettre en pratique les connaissances acquises. Des parcours-types du M1 sont décrits dans la partie II (présentation de la première année) de ce dossier. Il faut noter en particulier que le premier semestre peut conduire à différents choix de spécialités. Par exemple, des ensembles d’UEs du premier semestre conduisent naturellement à la spécialité IMA mais aussi IAD ou STL par exemple.
Les UEs proposées au S1 comportent : SIGNAL (6 ECTS), ALGAV (6 ECTS), RFIDEC (6 ECTS), Mathématiques pour l’Ingénieur (UE de SDI, 3ECTS), Mise à niveau en programmation (3 ECTS). Suivant l’origine des étudiants, ils pourront être dispensés de l’une de ces deux dernières UEs, qui sera alors remplacée par un projet. De plus, une UE de 6 ECTS est à choisir parmi IL, MOG et ELECINFO.
Les UEs proposées au S2 comprennent : Formation des images (UE de SDI, 3 ECTS), Introduction au traitement des images (UE de SDI, 3 ECTS), AGM (6 ECTS), LANGUE (6 ECTS), Projet (6 ECTS), et 6 ECTS au choix parmi MQIA (IAD), Signaux aléatoires (SDI), Connaissance de l’entreprise (SDI).
Le M2 regroupe trois parcours, décrits dans les paragraphes ci-dessous.
Les cours proposés présentent les outils mathématiques de l’image, les modèles, et leur utilisation dans des traitements allant du bas niveau au haut niveau. Ainsi, des méthodes de filtrage, de segmentation, de reconnaissance des formes dans les images, d’analyse de scènes, d’interprétation d’images seront développées. Elles correspondent à la pratique quotidienne du traiteur d’images mais aussi à des connaissances avancées (modèles déformables géométriques et implicites, analyse multi-échelles, fusion d’informations…) permettant de traiter des problèmes nouveaux et de déboucher sur des profils de recherche. Les aspects de vision, de représentation et manipulation d’objets tridimensionnels son également abordés, ainsi que la synthèse d’images.
Cette formation peut être complétée par des cours sur les interfaces homme-machine, des
applications multimédia, des réseaux et de la compression. Un domaine d’application est privilégié, celui de l’imagerie biologique et de l’imagerie médicale et un parcours lui est consacré, regroupant des enseignements allant de l’acquisition de ce type d’images à leur interprétation en vue de l’aide au diagnostic, à la planification chirurgicale, au suivi longitudinal, etc.
Si chaque parcours a ses spécificités, chacun laisse également la place à plusieurs UEs libres, qui peuvent être choisies en particulier dans d’autres parcours, permettant ainsi des ouvertures et des interactions entre des étudiants de différents parcours.
Equipe pédagogique :
o Tounsia Ait Slimane, Inserm U538, CHU Saint-Antoine o Line Garnero, DR CNRS, LENA, Pitié-Salpêtrière o Alain Herment, DR INSERM, U678, Pitié-Salpêtrière
a. Parcours « Traitement des Images »
Ce parcours vise à donner une formation de haut niveau en traitement des images, à vocation essentiellement de recherche.
Semestre 3 : 30 ECTS
Modules obligatoires : 21 ECTS - TDI : 3 ECTS
- Vision Algorithmique (commun avec MPRI) : 6 ECTS - Approches multi-échelles et ondelettes : 3 ECTS - AIV (commun avec IAD) : 3 ECTS
- Représentations discrètes et morphologie mathématique : 3 ECTS - Séminaire de traitement des images : 3 ECTS
Modules optionnels : 9 ECTS libres (TSI, Vidéo et Multimédia, traitement d’images médicales, applications en imagerie médicale, colorimétrie (SDI), cours d'autres spécialités de la mention informatique...)
Semestre 4 : 12 ECTS + 18 ECTS de stage 2 groupes de recherche : 3 ECTS chacun
6 ECTS libres (IHM, cours d'autres spécialités, cours du master MVA...)
Les débouchés visés pour ce parcours comportent :
- Recherche en traitement d'images (avec des applications médicales, biologiques, physiques, en télédétection, en vidéo et multimédia...)
La parcours IMI fait actuellement partie de la spécialité « Signaux, Systèmes, Images et Robotique » de la mention « Sciences de l’ingénieur ». À ce titre, elle est habilité pour quatre ans dans le cadre du quadriennal de l’UPMC. De manière à créer des synergies nouvelles entre les deux mentions, et pour affirmer le caractère transdisciplinaire de la spécialité Imagerie, nous demandons la bi-appartenance de ce parcours entre les mentions « Sciences de l’ingénieur » et
« Informatique ». Sur la plan stratégique, l’UPMC prévoit la création d’une UFR d’ingénierie où se joindraient informaticiens, électroniciens et mécaniciens. Dans cette perspective, l’établissement d’un lien étroit
L’objectif de la spécialité SSIR est de donner aux étudiants une formation approfondie pour leur permettre d’étudier et de concevoir des systèmes complets dans les domaines de l’IMagerie Industrielle (parcours IMI, en alternance), du Traitement du Signal pour le Son et l’Image (TSSI), et en collaboration avec la spécialité "Mécanique et Ingénierie des Systèmes" dans le domaine de la Robotique et des Systèmes Intelligents (RSI). Le premier parcours type concerne essentiellement des applications industrielles, alors que les deux autres ont des débouchés tant dans le monde de l’entreprise que dans celui de la recherche.
Le parcours IMI forme des ingénieurs aux métiers du traitement d'images pour les applications industrielles, de l'infographie et de la synthèse d’images. Il a une vocation essentiellement professionnelle. Il s’agit d’un parcours réalisé en alternance avec des périodes en entreprises. Son objectif est de former des ingénieurs pouvant piloter un projet d'imagerie dans son ensemble et maîtrisant autant les aspects physique qu’informatique, logiciel que matériel.
L'ensemble des thèmes allant de la formation à l'exploitation des images y sont traités.
Comme pour l’ensemble des étudiants de la mention « Sciences de l’ingénieur », les étudiants qui veulent suivre le parcours IMI sont engagés dans une formation de deux qui se caractérise par une première année (M1) en tronc commun sur l’ensemble de la mention, puis sur une seconde année avec des parties communes et des options qui donnent la coloration aux différents parcours. Le tronc commun du M1 de même que les parties communes de la seconde année se composent des éléments suivants, semestre par semestre :
Semestre 1
UE fondamentales
Filtrage numérique et Physique des capteurs (2x3 ECTS) Automatique et Micro-informatique (2x3 ECTS)
Nécessite au préalable l’acquisition en licence d’une UE sur les signaux et systèmes
Mathématiques pour l'ingénieur et Programmation objets (2x3 ECTS) UE de langues
Langues (3 ECTS)
Français comme langue étrangère (étudiants étrangers 0 ECTS)
UE d'ouverture
Ateliers de TP - Conférences (3 ECTS) UE libre ou d’adaptation de cursus (6 ou 2x3 ECTS) Semestre 2
UE fondamentale
Systèmes électroniques analogiques (6 ECTS) UE d’orientation
Formation des images (3 ECTS)
Introduction au traitement des images (3 ECTS) Signaux aléatoires (3 ECTS)
UE de langues
Langues (3 ECTS)
Français comme langue étrangère (étudiants étrangers 0 ECTS) UE de stage
Stage en laboratoire ou en entreprise (12 ECTS) Semestre 3
UE de spécialisation
Introduction à la reconnaissance des formes (3 ECTS)
Méthodes connexionnistes, apprentissage, et fusion d'informations (3) Traitements avancés d’images (3 ECTS)
Vision par ordinateur (3 ECTS) Infographie (3 ECTS)
Colorimétrie (3 ECTS)
Réseaux, compression et bases de données images (3 ECTS) Systèmes d'acquisition et de traitement des images (3 ECTS) UE libre (6 ou 2x3 ECTS)
Stage (18 ECTS) de 4 mois minimum en laboratoire (R), ou de 6 mois en entreprise (P).
Une description des unités d’enseignement propres à la mention SDI faisant partie du parcours IMI est annexée au présent dossier.
Le parcours IMI se réalisant en alternance, il doit tenir compte des contraintes légales et pratiques de ce type de formations. Une contrainte légale de l’apprentissage réside dans la durée minimale du contrat : il est essentiel de débuter M2 avec un contrat signé au cours du mois de septembre afin de disposer des 12 mois légaux d’apprentissage. L’apprentissage peut donc se dérouler sur l’ensemble de l’année 2 du master, cependant un aménagement est nécessaire en fin de niveau M1 : le stage du semestre M1-S2 devra permettre en simultanéité la recherche du contrat d’apprentissage. De plus, l’UE de 3 ECTS dédiée aux ateliers d’insertion professionnelle en M2 sera adaptée au public d’apprentis, et complétée par des conférences et ateliers non comptabilisés en termes d’ECTS.
Le mois de septembre peut se dérouler à plein temps en université afin d’amener les compléments de formation et les bases indispensables. L’alternance débute en octobre sur la base de
2 semaines en entreprise et 2 semaines en université. Cette alternance se poursuit jusqu'à la fin avril.
Le cycle s’achève à plein temps en entreprise, interrompu par 1 à 2 semaines dédiées à un point à mi-parcours et à la soutenance finale. Les tableaux suivants proposent une simulation d’une année-type sur la base de l’année 2002-2003 (noter une irrégularité du cycle d’alternance en avril du fait des vacances universitaires) : d’enseignement et 2 d’évaluation, et de 31 semaines complètes en entreprise, dont 25 utiles compte tenu des congés et RTT. La soutenance finale a lieu en semaine 36 pour permettre une interaction entre les promotions consécutives. Dans l’hypothèse où le semestre universitaire coïncide avec le semestre calendaire, la limite se situant au début mars, M2-S1 comporte 14 semaines pleines d’enseignement pour 30 ECTS et 11 semaines complètes en entreprise. M2-S2 comporte 7 semaines en université pour 12 ECTS et 20 semaines en entreprise pour 18 ECTS.
c. Parcours « Imagerie biologique et imagerie médicale »
Ce parcours, à vocation fortement pluridisciplinaire, apporte une formation en imagerie biologique et en imagerie médicale, allant de l'acquisition, des méthodes de traitement et d'interprétation, aux applications. Il s’agit d’une formation originale en informatique, n’ayant pas réellement d’équivalent jusqu’à présent en Ile de France.
Semestre 3 : 30 ECTS - TDI : 3 ECTS
- Imagerie biologique : 3 ECTS
- Systèmes d'acquisition d'images médicales : 3 ECTS - Méthodologie en imagerie biomédicale : 3 ECTS - Traitement d’images médicales : 3 ECTS
- Applications en imagerie médicale : 3 ECTS - Projet en imagerie médicale : 3 ECTS
- Conférences et visites de sites hospitaliers : 3 ECTS
- Modules optionnels : 6 ECTS libres, à choisir dans la spécialité ou dans d’autres spécialités ou mentions.
Semestre 4 : 12 ECTS + 18 ECTS de stage - Groupe de recherche : 3 ECTS
- Projet en imagerie biologique : 3 ECTS
- Conférences et visites de sites hospitaliers : 3 ECTS
- Modules optionnels : 3 ECTS libres (Traitement des images biomédicales et applications (SDI), IHM, etc.)
Les débouchés visés pour ce parcours concernent l'industrie de l'imagerie biomédicale (constructeurs de systèmes d'acquisition), le service en ingénierie de la santé, la recherche.
d. Positionnement dans le paysage universitaire
Les formations en imagerie dans les universités parisiennes sont peu nombreuses et envisagent le domaine avec une perspective différente de celle qui est proposée ici.
Par exemple le master de Paris 5 - Cachan (MVA) aborde les aspects mathématiques de l'image et très peu ses aspects informatiques. D'autres (à Marne la Vallée, Paris XI Orsay, Paris XII Créteil…) se focalisent sur la synthèse d'images, ou encore sur des domaines d'applications (télédétection, systèmes d'information géographique, imagerie médicale...). En particulier les masters existant en imagerie médicale sont destinés soit à des publics mixtes d’ingénieurs et de médecins comme à Paris XI, soit à des étudiants issus de formation EEA, instrumentation comme à Paris XII. Ainsi la spécialité proposée ici répond à une véritable demande non couverte actuellement par les enseignements existants.
4. Liste des UEs gérées par la spécialité
UE IMA Titre ECTS Niv. Sem. Responsable
prog Mise à niveau en programmation 3 400 1 Séverine Dubuisson projet Projets 6 400 2 Dominique Béréziat tdi Techniques du traitement d’image 3 500 3 Florence Tupin amo Approches multi-échelles et ondelettes 3 500 3 René Alt rdmm Représentations discrètes et
morphologie mathématique
3 500 3 Isabelle Bloch
vimu Vidéo et multimédia 3 500 3 Ewa Kijak
ibio Imagerie biologique 3 500 3 Tounsia Ait Slimane
acimed Systèmes d'acquisition d'images
médicales 3 500 3 Isabelle Bloch mimed Méthodologie en imagerie biomédicale 3 500 3 Elsa Angelini timed Traitement d'images médicales 3 500 3 Dominique Béréziat apimed Applications en imagerie médicale 3 500 3 Alain Herment, Line
Garnero
conf Séminaire de traitement des images 3 500 3-4 Antoine Manzanera, Florence Tupin
Liste des UEs d’autres spécialités ou d’autres mentions intervenant dans les parcours de la spécialité
UE
extérieures
Titre ECTS Niv. Sem. Responsable
SIGNAL Traitement du signal (ACSI) 6 400 1 Habib Mehrez ALGAV Algorithmique avancée (STL) 6 400 1 Michèle Soria RFIDEC Reconnaissance des formes et
introduction à la décision (IAD)
6 400 1 Patrick Gallinari MS105 Mathématiques pour l’Ingénieur (SDI) 3 400 1 Florence Ossart
IL Ingénierie du logiciel (STL) 6 400 1 Xavier Blanc
MOG Modélisation par les graphes (IAD) 6 400 1 Michel Minoux ELECINFO Électronique pour informaticiens
(ACSI)
6 400 1 Dimitri Galeykko M1-S2-ORI Formation des Images (SDI) 3 400 2 Danièle Fournier M1-S2-ORI Introduction au traitement des images
(SDI)
3 400 2 Catherine Achard AGM Algorithmique graphique et
modélisation (STL)
6 400 2 Séverine Dubuisson
LANGUE 6 400 2
MQIA Modèles quantitatifs en IA (IAD) 6 400 2 Patrick Gallinari M1-S2-ORI Signaux aléatoires (SDI) 3 400 2 Maurice Milgram M1-S2-INS Connaissance de l’entreprise (SDI) 3 400 2 Catherine Léger-Jarniou
Vision par ordinateur : algorithmes et applications (MPRI)
6 500 3 Renaud Keriven AIV Analyse d’images et Vision (IAD) 3 500 3 Henri Maître
TSI Synthèse d’images (IAD) 3 500 3 Antoine Manzanera
M2-S1 Colorimétrie (SDI) 3 500 3 Mohamed Ben Chouikha
IHM Interfaces homme-machine (IAD) 3 500 4 Eric Lecolinet Traitement des images biomédicales et
applications (SDI) 3 500 4 André Aurengo