图像在获取、传输、以及存储的过程中都有可能受到噪点的污染。为了减少对其它图像处理工作的影响,图像去噪因往往扮演着重要的角色。现实生活中常见的图像,如彩色图像,视频,多谱图像以及核磁共振图像往往不只有一个通道或者光谱,给图像去噪的实现带去了巨大的挑战。近年来,通过图像块集群利用图像的自相似和变换域的稀疏近似性质,非局部变换域框架展现了强大的去噪效果。许多相关的方法着眼于刻画图像块之间的复杂关系,并且往往使用了大量的图像块和多次迭代策略,但是对于图像块本身的表示却没有太多重视。本文提出用块对角矩阵对图像块进行全局表示,结合简单的主成分分析描述图像块间的关系,通过变换域上的硬阈值截断方法进行去噪。基于块对角矩阵的数学性质,本文进一步降低了算法的时间复杂度。为了更好地进行对比试验,本文构建了一个大规模的真实图像和视频数据库。大量基于模拟和真实数据库的对比试验证明了本文所提算法的有效性和鲁棒性。