本发明公开了一种基于稀疏变换的核辐射干扰图像的增强方法，其可减少图像细节损失，同时可提高去噪性能和图像清晰度，满足因强辐射而引起的较大斑块的去噪需求，该方法包括：依次执行第一阶段、第二阶段；第一阶段：原始图像的基本估计，获得参考图像；第二阶段：对参考图像进行加权聚合估计；第一阶段、第二阶段中，依次采用块匹配、稀疏变换及协同滤波、聚合算法对原始图像、参考图像进行处理；协同滤波包括用于第一阶段的硬阈值滤波、用于第二阶段的维纳滤波。