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Serge Cohen
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Researcher identifiers
- sergecohen
- 0000-0003-2435-2417
- IdRef : 253119596
Presentation
**Thèmes de recherche**
![-](https://ipanema.cnrs.fr/squelettes-dist/puce.gif) modélisation stochastique d’image spectrale, approche par estimation de densité conditionnelle et critère de sélection de modèle pour l’optimisation discrète
![-](https://ipanema.cnrs.fr/squelettes-dist/puce.gif) factorisation positive d’image spectrale, combinaison des approches factorisation de matrice et factorisation de tenseur ; prise en compte de la « nature image » des matrices d’activation
![-](https://ipanema.cnrs.fr/squelettes-dist/puce.gif) reconstruction 3D, développement de nouvelles modalités de mesure et de reconstruction
![-](https://ipanema.cnrs.fr/squelettes-dist/puce.gif) traitement d’image : algorithmes pour implémentations rapides sur architectures SIMD ou GP-GPU
**Recherches actuelles**
Mon activité, à l’interface des statistiques, du traitement du signal/image et de l’analyse par méthode synchrotron des matériaux anciens. L’analyse des données issues de l’observation de matériaux anciens est rendue complexe par le faible échantillonnage, conséquence de la rareté des objets et de leur fragilité, ainsi que par la complexité des mesures et par la faible connaissance a priori des processus ayant conduit aux matériaux tels qu’observés. Ces contraintes conduisent à des développements mathématiques spécifiques et motivent la recherche de garanties théoriques sur les résultats de la modélisation. La localisation à IPANEMA permet d’ancrer le développement méthodologique dans la problématique et l’expérience d’application pour assurer une bonne adéquation des approches développées.
**Parcours de recherche**
Après une formation initiale en mathématiques et physique, ma thèse en biologie structurale (EMBL, Grenoble) avec en particulier la mise en oeuvre des techniques synchrotron m’a permis d’aborder en post-doctorat les méthodes mathématiques pour la biologie structurale (NKI, Amsterdam). Jai alors développé des méthodes algorithmiques permettent d’accélérer dun facteur 100 à 1000 la construction du modèle moléculaire pour les protéines.
Depuis fin 2007 j’ai une activité de recherche dans le cadre du projet puis de l’unité IPANEMA, avec une première phase de prospectives qui m’a permis de condenser les caractéristiques déterminantes communes à l’ensemble des matériaux anciens du point de vue de leur étude physico-chimique et de l’analyse des données correspondante. La deuxième phase de mon activité au sein d’IPANEMA, commencée fin 2009, correspond aux premiers développement de méthodes mathématique pour l’analyse des image de spectro-microscopie de matériaux hétérogènes complexes.
**Research area**
\- stochastic modelling of spectral image, conditional density estimation approach and model selection criterion for discrete optimisation
\- positive factorisation of spectral image, combining matrix factorisation and tensor factorisation approaches; taking into account the "image nature" of activation matrices
\- 3D reconstruction, development of new measurement and reconstruction modalities
\- image processing: algorithms for fast implementation on SIMD or GP-GPU architectures
**Current research**
My activity stands at the interface of statistics, signal/image processing and synchrotron analysis of ancient materials. The analysis of data resulting from the observation of ancient materials is made complex by the low sampling rate, a consequence of the rarity of the objects and their fragility, as well as by the complexity of the measurements and by the poor *a priori* knowledge of the processes that led to the materials as observed. These constraints lead to specific mathematical developments and motivate the search for theoretical guarantees on the modelling results. The location at IPANEMA allows the methodological development to be anchored in the problematic and the application experience to ensure a good adequacy of the developed approaches.
**Research background**
After an initial training in mathematics and physics, my thesis in structural biology (EMBL, Grenoble) using, in particular, the implementation of synchrotron techniques allowed me to approach mathematical methods for structural biology (NKI, Amsterdam) as a post-doctorate fellow. I then developed algorithmic methods, mostly machine learning and pattern recognition based, to accelerate by a factor of 100 to 1000 the construction of molecular models for proteins.
Since the end of 2007, I have been involved in research activities within the IPANEMA project and unit, with a first phase of prospective work that allowed me to condense the determining characteristics common to all ancient materials from the point of view of their physicochemical study and the corresponding data analysis. The second phase of my activity within IPANEMA, which began at the end of 2009, corresponds to the first development of mathematical methods for the analysis of spectro-microscopy images of complex heterogeneous materials.
Publications
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“It takes a village”: An integrated approach to pottery production in the early Neolithic settlements of the Aisne Valley (Picardy, France)Modelling households: economy & sociology of Europe’s first farmer population, Closing conference HOMES project, Nov 2023, Paris Institut national d’histoire de l’art (INHA), France
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Tomographic imaging: two examples of medical and archaeological applicationsMIA-MIVA - 1st French-Italian workshop on the Mathematics of Imaging, Vision and their Applications, Sep 2022, Sophia Antipolis, France
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The IAEA Collaborating Center Atoms for Heritage at Université Paris-SaclayIAEA Workshop on Innovative Approaches of Accelerator Science and Technology for Sustainable Heritage Management, IAEA, Jun 2022, Vienne, Austria
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Hough Transform and Image Processing: An Application to Neolithic PotteryIS 2020 - SIAM Conference on Imaging Science, Jul 2020, Virtual, Canada
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Des macro-traces au synchrotron : premiers résultats et enjeux relatifs aux méthodes de montage des céramiquesCéramiques imprimées de Méditerranée occidentale. Matières premières, productions, usages, Didier Binder; Stéphane Azoulay; Alain Burr; Claire Manen; Martine Regert; Chrystèle Vérati, Mar 2019, Nice, France
Conference papers
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Détection et modélisation des réseaux poreux dans les céramiques néolithiques : perspectives pour l'identification des techniques et des usages2ème Journée Matériaux Université Côte d'Azur, Sep 2019, Sophia Antipolis, France
Conference papers
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Factorisation d'images spectrales de matériaux anciensGRETSI 2019, Aug 2019, Lille, France
Conference papers
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Modélisation 3D des fabriques et identification des techniques : nouvelles méthodes de segmentation et de reconnaissance de formesCéramiques imprimées de Méditerranée occidentale. Matières premières, productions, usages, Didier Binder; Stéphane Azoulay; Alain Burr; Claire Manen; Martine Regert; Chrystèle Vérati, Mar 2019, Nice, France
Conference papers
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Segmentation d'images spectrales à l'aide d'un algorithme hiérarchique avec contrainte spatiale51es Journées de Statistique, Jun 2019, Nancy, France
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Céramiques imprimées de Méditerranée occidentale: apports de la micro-tomographie à la restitution des traditions céramiques en contexte archéologiqueJournée d'échanges "Applications de la tomographie par rayons X", Réseau Tomo3D, CNRS-INEE, Muséum National d'Histoire Naturelle, Nov 2018, Paris, France
Conference papers
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Céramiques imprimées de Méditerranée occidentale : apports de la micro-tomographie à la restitution des traditions techniquesArchéologie : Imagerie Numérique Et 3D. Séminaire scientifique et technique organisé par l'Inrap, l’Institut national de recherche en informatique et en automatique (Inria) et l’Institut de recherche en informatique et systèmes aléatoires (IRISA)., May 2018, Rennes, France
Conference papers
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Multiscale Tomography - Imaging and Modelling Ancient MaterialsJournées du Programme structurant UCA-JEDI "Matière, Lumière, Interactions", 2018, Villa Clythia de Fréjus, France, France
Conference papers
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The Extra Dimension of Energy - Strategies for the Collection and Analysis of Complex Synchrotron Data SetsIPC5 - Session : 3D imaging of fossils: novel approaches, advances and data management, Jul 2018, Paris, France
Conference papers
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Early Western Mediterranean Impressed Wares (Early 6th millennium BCE): new interdisciplinary research on pottery paste processing at Pendimoun rock-shelter (Alpes-Maritimes, France)EMAC2017: European Meeting on Ancient Ceramics, 2017, Bordeaux, France
Conference papers
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Backprojection of a conical Radon Transform in Compton scatter tomographyCANUM 2016, May 2016, Obernai, France
Conference papers
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Simulation d'une nouvelle modalité d'imagerie basée sur le rayonnement X diffuséCongrès d’Analyse Numérique (CANUM), Institut Elie Cartan de Lorraine et SMAI, May 2016, Obernai (Alsace), France
Conference papers
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Segmentation non supervisée d'image hyperspectrale par mélange de gausiennes spatialiséGRETSI 2011, Sep 2011, Bordeaux, France
Conference papers
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Multiscale Tomography. Imaging and Modelling Ancient MaterialsWinter school IHP The Mathematics of Imagining, CIRM - Centre International de Rencontres Mathématiques, Jan 2009, Marseille, France
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From macrotraces to micro-tomography: a multi-scale approach for detecting and characterizing the “Spiralled Patchwork Technology” in Northern Mediterranean Neolithic pottery assemblagesD. Binder et C. Manen. Céramiques imprimées de Méditerranée occidentale (VIe millénaire AEC) : données, approches et enjeux nouveaux / Western Mediterranean Impressed Wares (6th millennium BCE): new data, approaches and challenges, Actes de la Séance de la Société préhistorique française, Nice, 18-20 mars 2019, 18, 2022, Séances de la Société préhistorique française
Book sections
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Politique de Science Ouverte du DIM Patrimoines matériels - Innovation, expérimentation et résilience2022
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ADAMA, Accéder aux dispositifs d'analyse des matériaux anciens2020
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Synchrotron x-ray fluorescence imaging discriminates fossil tissuesSynchrotron SOLEIL highlights 2014, 2015, pp.76-77
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Trace elements discriminate between tissues in highly weathered fossils2023
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Nouveaux outils d’apprentissage statistiques pour l’imputation et le pronostic en conservation2023
Preprints, Working Papers, ...
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First edition of the web directory of IPERION CH instruments and databases[Technical Report] D.2.3, IPANEMA. 2016
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Gaussian Mixture Regression model with logistic weights, a penalized maximum likelihood approach[Research Report] RR-8281, INRIA. 2013
Reports
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Conditional Density Estimation by Penalized Likelihood Model Selection and Applications[Research Report] RR-7596, Inria Saclay -Île de France. 2011
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PUMA Scientific Case – A beamline optimised for ancient materials at SOLEIL. Conceptual review design document (Avant-projet sommaire)[Research Report] Synchrotron SOLEIL. 2009
Reports
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