Image, Vision, Apprentissage (IVA)

Filière IVA

La filière Image, Vision et Apprentissage (IVA) permet d'approfondir vos compétences dans les domaines de: La filière IVA est mixte entre cours du département INF & MAP.

L'ensemble des cours proposés en IVA sont au choix. En fonction de vos intérêts propres et projet professionnel à plus long terme, vous pouvez choisir de plus ou moins vous focaliser sur de l'image et/ou apprentissage, ou encore de panacher vos cours sur des domaines globalement variés et généralistes et pluridisciplinaires.

La plupart des cours sont intrinsèquement liés aux thématiques techniques de l'analyse de données, de l'algorithmique efficace, et des mathématiques appliquées (géométrie 3D, optimisation numérique, probabilité). D'autres cours sont particulièrement ouverts au développement d'idées créatives et/ou artistique par la mise en place de solutions personnelles lors de projets.


Pour toutes questions sur le PA, n'hésitez pas à envoyer un email à: damien.rohmer@polytechnique.edu
Pensez également à regarder la FAQ IVA qui recense des questions classiques.

Listing des cours

Période 1

Lundi Mardi Mercredi Jeudi Vendredi
am
08h30-12h45
MAP 553 INF 573 INF 552 INF 556 MAP 555
pm
14h00-18h15
INF 554 INF 574 INF 585 INF 550 INF 555 MAP 555

Période 2

Lundi Mardi Mercredi Jeudi Vendredi
am
08h30-12h45
INF562 INF 584 INF 582 MAP 566
pm
14h00-18h15
INF 597 INF 581A MAP 583 INF 581 INF 584A INF 580

Détails

Période 1

ID
Titre
Responsable
Créneau
Langage TP
MAP 553
Foundation of Machine Learning
Erwan Le Pennec
Lundi am
N/A
INF 554
Machine and Deep Learning
Michalis Vazirgiannis
Lundi pm
Python
INF 574
Digital representation and analysis of shapes
Mathieu Desbrun / Pooran Memari
Mardi pm
C++
INF 573
Image Processing & Computer Vision
Mathieu Brédif
Mercredi am
Python
INF 585
Computer Animation
(new teachers in 2024/2025)
Marie-Paule Cani / Mathieu Desbrun
Mercredi pm
C++
INF 550
Advanced Algorithmics
Gilles Schaeffer
Mercredi pm
N/A
INF 555
Constraint-based Modeling and Algorithms for Decision Making Problems
François Fages
Mercredi pm
MiniZinc
INF 552
Data Visualization
Emmanuel Pietriga
Vendredi am
JavaScript/d3
INF 556
Topological Data Analysis
Steve Oudot
Vendredi am
Python/C++
MAP 555
Signal Processing
Rémi Flamary
Vendredi am/pm
Python

Période 2


ID
Titre
Responsable
Créneau
Langage TP
INF 562
Computational Geometry
Luca Castelli
Lundi am
C++
INF 597
[CSC_EP_5a040] Computer Vision with Deep Learning: from Fundamentals to Applications
(new course in 2024/2025)
Vicky Kalogeiton
Lundi pm
Python
INF 581A
Advanced Deep Learning
Vicky Kalogeiton, J. Lutzenberger, M. Vazirgiannis
Mardi pm
Python
MAP 583
Apprentissage profond, de la théorie aux applications
Kevin Scaman
Mardi pm
Python
INF 581
Advanced Topics in ML and Autonomous Agents
Jesse Read
Mercredi pm
Python
INF 584
Image Synthesis
Tamy Boubekeur
Mercredi am
C++
INF 582
Introduction to Text Mining and NLP
Michalis Vazirgiannis
Vendredi am
Python
MAP 566
Statistics in Action
Marc Lavielle
Vendredi am/pm
R
INF 584A
Real-time AI in Video Games: decisive & collaborative actions
Axel Buendia, David Bilemdjian
Vendredi pm
C++
INF 580
Large-scale mathematical optimization
Leo Liberti
Vendredi pm
N/A

Aide pour vos choix de cours

Notes:

Thèmes d'applications et cours

Règles de choix

Règles communes à tous les PA informatique

Règles spécifiques au parcours IVA

Il n'y a pas de cours obligatoire. Par contre, il faut que vous suiviez au moins:

Remarques:

Specialisation et panachage

Suggestion de sous-programmes possibles en fonction de vos intérêts
xxx = Cours de votre choix.
Rem: Les panachages ne sont que des propositions et pas des obligations.

Visual Computing generalist (defaut)

Data scientist avec background en CV:

Optionnels:

Jeux vidéo:

Optionnels:

Imagerie Biologique/Médicale:

Optionnels:

Art & Science:

Création 3D:

Robotique:

Optionnel: INF557 (From the Internet to the IoT)

Environment et IA:

Géométrie et math:

Optimisation algorithmique et prise de décision:

Analyse d'Image et Signal

Description des cours d'images spécifiques IVA

Les 5 cours "images" INF573, INF574, INF584, INF585, INF584A sont coordonnés spécifiquement par le programme Image, Vision, Apprentissage.

INF 573 - Image Analysis & Computer Vision

inf573

Ce cours a pour objectif d'introduire les approches fondamentales de la représentation, l'analyse, et le traitement d'images 2D et reconstruction 3D.
Les thèmes abordés sont les notions d'optiques et de représentation d'espaces couleurs; d'échantillonnage et de filtrage d'images; d'extraction de charactéristiques sur images et vidéos; segmentation d'images; détection d'objets par deep learning; la mise en correspondance d'image ainsi que la vision stéréo et multivues.

Ce cours est conseillé à tout étudiant souhaitant découvrir l'analyse d'image pour tout type d'application, et est fondamental pour poursuivre en master dans le domaine de la vision.
Les parties pratiques se déroulent en Python et utilisent OpenCV. Un projet est également inclus dans le déroulement du module. La poursuite avancée de ce cours spécialisé en Deep Learning est proposé en P2 avec INF597.


INF 574 - Digital Representation and Analysis of Shapes

inf574

Ce cours se focalise sur les approches de représentations et de calculs sur des formes et surfaces 3D.
Le cours présente les différents modèles standards de représentation de surface: modèles paramétriques utilisés typiquement en CAO (Bézier, NURBS), les maillages et leurs subdivisions, et les ensembles de points (données de scanners laser).
Le cours introduit également les méthodes dites de "Geometry Processing", à savoir le calcul robuste de propriétés globales ou locales (distance, courbures, etc.) sur des représentations discrètes tels que des maillages ou des ensembles de points. Ainsi que la mise en correspondance et recalage entre formes 3D.

Ce cours est conseillé à tout étudiant souhaitant comprendre en détail les différentes manières de représenter une forme 3D, et souhaitant poursuivre dans le domaine des représentations 3D ou de la reconstruction par vision.
Les sessions pratiques se déroulent en C++ et un projet est inclus dans le déroulement.


INF 585 - Computer Animation

inf585

Ce cours présente les modèles d'animation et de simulation de modèles virtuels 3D en temps-réel. Les thèmes abordés sont les méthodes de déformations géométriques interactives, l'animation de personnage, le pipe-line de production dans le contexte professionnel de création au cinéma, la simulation physique d'objets en collisions, la simulation de vêtements, et la simulation de fluides.
Les approches vues dans ce cours s'orientent principalement vers les applications du cinéma d'animation, les effets spéciaux (VFX), et le jeu vidéo.
Ce cours est conseillé à tout étudiant souhaitant découvrir ou approfondir sa compréhension des méthodes d'animation, de simulation et d'interactions avec les mondes 3D virtuels, ainsi que le lien entre la création artistique et la technique.


INF 584 - Image Synthesis

inf584

L'objectif de ce cours est de présenter en détails les méthodes de rendus d'images photoréaliste, et expressif.
Les thèmes abordés concernent l'équation fondamental de transport de la lumière et sa mise en oeuvre par lancé de rayons, les d'effets d'illuminations (ombrage, illumination globales), et les structures accélératrices de calcul d'intersection. Dans un second temps, les méthodes temps-réelles seront également présentés: shaders avancés (ombrage, mutli-texturing, bump mapping, etc.); modélisation de BRDF; rendus expressifs.

Ce cours est conseillé à tout étudiant souhaitant approfondir sa compréhension technique de la création d'images à partir de scène 3D, ainsi que les méthodes utilisés dans les rendus graphiques des jeux vidéos. Rem. Les sessions pratiques sont techniques, et demandent un investissement personnel à ce niveau.
Les sessions pratiques se déroulent en C++ et un projet est inclus dans le déroulement.


INF 597 - Computer Vision with Deep Learning: From Fundamentals to Applications

inf597

Ce cours se focalise sur les approches modernes de Deep Learning appliquées en Vision. Il reprend les fondamentaux des réseaux de convolutions et parcours une série d'applications utilisant les architectures avancées: Semantic segmentation, Medical imaging, Video Understanding, Vision Transformers. Le cours propose également un parcours des méthodes d'IA génératives jusqu'aux modèles de diffusion.

Ce cours est fortement conseillé à tous les étudiants souhaitant approfondir leur connaissance en Computer Vision.
Les sessions pratiques se déroulent en Python avec PyTorch. Pré-requis: INF554 (ou équivalent).


INF 584A - Real-time AI in Video Games: decisive & collaborative actions

inf584A

Ce cours orienté application a pour objectif de vous présenter les méthodes d'intelligence artificielles temps-réelles présentes dans les jeux vidéos actuels avec un focus particulier sur la prise de décision et les actions collaboratives des agents.
Les thèmes abordés sont les arbres de décisions et de comportement, machines a états finis hierarchiques; prises des décisions basées règles et logique flous; IA distribuée; méthodes utilisés pour les PNJ. (rem. Il ne s'agit pas de deep learning, mais d'IA traditionelle du jeu vidéo). Le module sera largement orienté vers l'application réalisé en TD par l'utilisation d'API de jeux tels que celle de StarCraft. Un concours d'IA collaborative sera mis en oeuvre en fin de TD.

Ce cours est conseillé aux étudiants intéressés par une poursuite dans le domaine du jeu vidéo (capacité limitée à 24 étudiants).
Les sessions pratiques se déroulent principalement en C++, ou d'autres languages de scripts, et par l'utilisation de l'API StarCraft.

Remarques: Il s'agit d'un cours particulier dans votre cursus, fondamentalement orienté sur un projet en groupe et à vocation très applicative (peu de théorie). L'objectif est de développer votre propre IA "from scratch". Il ne s'agit pas de TP "à trous" comme vous pourrez en trouver dans d'autres cours, mais d'un projet à plus large envergure. Il est nécessaire d'être prêt à s'investir dans la mise en place de votre framework de développement (vous devez être autonome avec votre ordinateur), de vous intéresser par vous même à la documentation, de coder l'ensemble de vos algorithmes.


Poursuite en 4A/Emplois

4A

Vous pouvez poursuivre les thèmes de ce PA dans différentes options de 4A classiques telles que les
=> Statistiques détaillés 4A

Emplois des anciens

Statistiques des thèmes d'emplois des anciens depuis X2015 (128 personnes):
Vision and Graphics
Adobe
Technicolor
Unity
Disney Research
Fujitsu
BUF
Snap Inc.
DxO
MocapLab
Dreamworks
...
Software Eng. & ML
Google
Facebook/Meta
Ubisoft
Nintendo
AMD
Apple
NVIDIA
Dassault Systèmes
SNCF
EDF
Owkin
Criteo
...
Finance and Consulting
Credit Agricole
BNP
Jump Trading
Citadel Securities
Artefact
...
=> Listing détaillé des anciens
Accès au listing individuel restreint: demandez le mot de passe à Damien Rohmer.

Masters IP Paris

ip_paris Notez la possibilité de réaliser votre Master/4A ou PhD track d'informatique dans les nouvelles offres d'IP Paris qui offrent de larges choix de cours dans les différentes écoles (Polytechnique, Telecom, Telecom Sud Paris, ENSTA, ENSAE):

4A et césures avec des écoles appliquées

La possibilité récente de faire une césure ou une 4A dans une école orienté jeu vidéo ou cinéma d'animation vous sont également proposés:
logo logo logo

Partenaires et positionnement du programme

Equipes enseignantes et collaborateurs

Les enseignements en image et graphiques sont en lien avec les équipes de recherches et entreprises suivantes:

vista La coordination du programme IVA, et enseignants d'INF574, INF581A et INF585, sont chercheurs dans l'équipe Vista (Visual Worlds) et GeomeriX (Geometry for Numerics) du LIX. Il s'agit d'équipes de recherche en Informatique Graphique et Vision qui traitent de problématiques d'analyse, de modélisation et d'animation de formes, vidéos, et phénomènes 3D.


adobe Le cours INF584 est enseigné Tamy Boubekeur, directeur de la recherche 3D & Immersive chez Adobe, et professeur à Telecom Paris.


adobe Le cours INF584A est enseigné par Axel Buendiga, l'un des créateur de l'entreprise SpirOps spécialisé en simulation de comportement d'humains par IA, et enseignant à l'école de jeux vidéos ENJMIN. Ainsi que par David Bilemdjian, directeur technique de l'entreprise de jeux vidéos Pixel Wizards.


dascim Les cours d'apprentissages et d'optimisation du département informatique INF554, INF580, INF581, INF582 sont gérés par des membres de l'équipe DaSCiM (Data Science and Mining) du LIX. Il s'agit d'une équipe spécialisée en classification, analyse de texte, management et indexation de données, et prise de décisions par optimisation mathématique.


cmap Les cours d'apprentissages MAP553, MAP666 du département de mathématiques appliquées sont gérés par des chercheurs du CMAP, membres de l'équipe SIMPAS (Statistique, Apprentissage, Simulation, Image).



Plus généralement, l'école possède des liens avec les structures suivantes qui peuvent vous êtes utiles pour vos projets et aspirations liés aux thèmes d'IVA.

Ubisoft Une chaire d'enseignement et de recherche (ScienceXGames) est établie entre Ubisoft et Polytechnique sur le thème des "Sciences dans les Jeux Vidéo". Cette chaire permet d'avoir à l'école un Game Lab de manière permanente, dont les membres peuvent vous aider sur des projets ayant attrait aux jeu vidéo: Développeur jeux vidéo, Game Design, Artiste, Gestion de projet. Ubisoft, ainsi que le Game Lab, propose également régulièrement des sujets de projets P3A dans le contexte du jeu vidéo.
Le cours INF584A est notamment réalisé en coordination avec le Game Lab.

f4b Le X-F4B, FabLab de l'école polytechnique, est à votre disposition pour vous aider dans vos projets nécessitant du prototypage. Le FabLab dispose de nombreux types d'imprimantes 3D, mais également de quoi fraiser, découper, graver, coudre, etc. Différents logiciels de conception, et simulation, ainsi que du matériel de VR/AR est à disposition. Les responsables du FabLab pourront se synchroniser avec vous afin de vous apporter la formation nécessaire sur les machines et logiciels.

Positionnement par rapport aux autres PA

Le programme IVA a de nombreux cours en commun avec les deux programmes:

Relation avec le Master AI-ViC

Le MSc&T AI-ViC (Master of Science and Technology in Artificial Intelligence and advanced Visual Computing) est un master international sur 2 ans dont le diplome est délivré par l'école Polytechnique. Ce master est ouvert à vous ainsi qu'aux étudiants internationaux sélectionnés sur dossiers.

Les cours de la première année du Master s'appuient en totalité sur un sous-ensemble de cours proposés en P3A IVA. Dans ces cours, vous êtes en commun, sans distinction de programme ni d'évaluation. Le profil des étudiants inscrits en IVA et ceux de la 1ère année du master seront donc similaires, et mixtes entre image, graphique, et apprentissage.
Si vous êtes intéressés par les thèmes du master, vous avez le choix entre faire IVA en 3A, puis faire postuler en deuxième année du master pour votre 4A, ou vous inscrire dans le master dès la 3A (Voir FAQ sur les différences entre ces deux choix).

D'une manière générale, vous bénéficiez de l'intérêt des entreprises et instituts partenaires du Master (Google, IDEMIA, Enedis, Inria) dans les thèmes communs couverts par IVA.

google
idemia
enedis
inria
anatoscope
idemia
enedis
init

Domaines d'applications professionnels

Les applications et principes des cours du programme IVA, typiquement en image, graphique et apprentissage, peuvent vous permettre une introduction à différents domaines d'applications que vous pouvez envisager de poursuivre dans votre projet professionnel.

Voici un listing qui vous permet de vous donner des idées. Ce listing n'est évidemment pas exclusif au programme IVA, et n'est pas exhaustif non plus.

Loisirs numériques et artistiques

  • Le jeu vidéo
  • Le cinéma d'animation
  • Les effets spéciaux/visuels (VFX)
  • Les applications multimédias
  • Les arts créatifs numériques, Art/Science

L'immersion et l'interaction entre monde virtuel et réel

  • Conception d'experience immersive, video mapping
  • La réalité virtuelle et augmentée
  • Les scanners 3D optiques, lasers, la motion capture
  • Les serious games, Metaverse

La création digital, design, simulation, et fabrication

  • Outils de design numérique
  • Fabrication 3D: additive, découpe laser
  • La Conception Assistée par Ordinateur (CAO - automobile, aéronotique, etc)

L'imagerie en sciences naturelles

  • Imagerie médicale, biologique, satellitaire, astronomique, radar, etc.
  • La visualisation et la simulation en sciences physiques.

La prise de décision avec des données visuelles

  • La robotique, les véhicules autonomes, les drones, etc.
  • Les applications des GAFA: images/vidéos, etc.
  • La reconnaissance d'objets, faciale, le tracking
  • La défense
applications

FAQ IVA

Lien vers le "Forum de Questions IVA": Questions/Réponses à des interrogations classiques sur le programme et/ou votre poursuite.