Despite the remarkable empirical success of score-based diffusion models, their statistical guarantees remain underdeveloped. Existing analyses often provide pessimistic convergence rates that do not reflect the intrinsic low-dimensional structure common in real data, such as that arising in natural images. In this work, we study the statistical convergence of score-based diffusion models for learning an unknown distribution $μ$ from finitely many samples. Under mild regularity conditions on the forward diffusion process and the data distribution, we derive finite-sample error bounds on the learned generative distribution, measured in the Wasserstein-$p$ distance. Unlike prior results, our guarantees hold for all $p \ge 1$ and require only a finite-moment assumption on $μ$, without compact-support, manifold, or smooth-density conditions. Specifically, given $n$ i.i.d.\ samples from $μ$ with finite $q$-th moment and appropriately chosen network architectures, hyperparameters, and discretization schemes, we show that the expected Wasserstein-$p$ error between the learned distribution $\hatμ$ and $μ$ scales as $\mathbb{E}\, \mathbb{W}_p(\hatμ,μ) = \widetilde{O}\!\left(n^{-1 / d^\ast_{p,q}(μ)}\right),$ where $d^\ast_{p,q}(μ)$ is the $(p,q)$-Wasserstein dimension of $μ$. Our results demonstrate that diffusion models naturally adapt to the intrinsic geometry of data and mitigate the curse of dimensionality, since the convergence rate depends on $d^\ast_{p,q}(μ)$ rather than the ambient dimension. Moreover, our theory conceptually bridges the analysis of diffusion models with that of GANs and the sharp minimax rates established in optimal transport. The proposed $(p,q)$-Wasserstein dimension also extends classical Wasserstein dimension notions to distributions with unbounded support, which may be of independent theoretical interest.


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ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
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