半调图像作为一种特殊的二值图像被广泛应用于传真、印刷、打印等二值输出领域。目前对半调图像压缩算法的研究大多集中在灰度半调图像上，若采用灰度半调图像压缩算法对彩色半调图像进行分通道压缩，忽略了彩色半调图像通道间的相关性。现有的彩色半调图像压缩算法较少，且存在冗余信息多、适用范围窄、压缩比有限等缺点。针对以上问题，利用三维离散余弦变换的正交性，将彩色半调图像作为一个整体进行三维变换，达到同时去除彩色半调图像的行、列像素间以及各颜色通道间的相关性的目的，再辅以变换后不同频率成分的量化处理，实现图像冗余信息的压缩。因此，本文先对三维离散余弦变换进行了深入的研究，分析了彩色半调图像经三维离散余弦变换后能量的分布特征，在此基础之上提出基于概率的相同系数分布规律的统计方法，并设计了基于概率统计的彩色半调图像压缩算法。实验结果表明，本文算法冗余信息少，适用范围扩大，且压缩比有所提高。