Die Lauflängenkodierung (Run Length Encoding = RLE) ist ein sehr einfaches und schnelles Verfahren. In vielen Daten kommen Folgen identischer Zeichen (Bytes) vor. Diese Tatsache macht sich dieses Verfahren zu nutze und ersetzt diese im Ausgabecode durch das Zeichen gefolgt von einem Zähler, der die Anzahl des Auftretens angibt. Um den Zähler zu kennzeichnen wird ihm ein Zeichen vorangestellt, das im Originaltext selten vorkommt (es kann aber durchaus auftreten). Für das folgende Beispiel sei dies das Zeichen ‚!’.

Eine Zahl im Code kann nun einerseits ein normaler Textbestandteil sein (eine Zahl eben), oder ein Zähler. Um einen Zähler anzuzeigen, wird ihm ein Fluchtzeichen (Escape-Symbol) –hier ‚!’ - vorangestellt. Die Zahlen 7 und 6 im obigen Beispiel sind Zähler für C bzw. E. Da nun ein ! bereits im Ausgangstext vorkommen kann, behilft man sich in einem solchen Fall damit, dem ! dann eine 0 folgen zu lassen. Dies ist eindeutig, da ein Zähler mit dem Wert 0 sonst nie vorkommen kann.

RLE eignet sich besonders für Daten mit langen Folgen gleicher Zeichen wie Schwarzweißbildern. Das Verfahren wird demnach häufig für FAX-Formate verwendet. Dort treten nämlich große weiße Flächen die durch schwarze Buchstaben unterbrochen werden auf.

Der Komprimierungsalgorithmus kodiert nicht einzelne Zeichen, sondern ganze Wörter. Für die Kompression eines Textes gibt es eine Tabelle mit allen im Text vorkommenden Wörtern. Für jedes Wort gibt es einen entsprechenden Index (Codewort). Anstatt nun die einzelnen Zeichen des Wortes zu kodieren wird nur der Tabellenindex für das Wort gespeichert (übermittelt). Der Decoder kann dann den Index mit Hilfe derselben Tabelle in den Ausgangstext zurückverwandeln. Ein solcher Algorithmus wird auch als ‚Wörterbuchbasiert’ bezeichnet, da die Tabelle einem Wörterbuch entspricht.

Viele lange Wörter im Text bringen in Summe gute Kompressionsraten, kurze Wörter bringen schlechtere Ergebnisse, da die Ersparnis geringer ist. Eine Vorraussetzung für das Verfahren ist, dass das gleiche Wörterbuch beim Codierer und Dekodierer vorhanden ist. Es gibt aber ein erweitertes Verfahren (LZW), welches diesen Nachteil umgeht.

Der Name dieser Codierung leitet sich aus den Namen der beteiligten Entwickler ab: Lempel, Ziv und Welsh. Beim LZW-Algorithmus bauen sowohl Encoder und Decoder den Inhalt des Wörterbuchs dynamisch auf. Das heißt, es muss kein vorgegebenes Wörterbuch statisch bei Empfänger und Sender vorliegen, sondern wird beim Einlesen der Nachricht sukzessive aufgebaut. Als Anfangswerte beinhalten beide Wörterbücher den Zeichensatz, mit dem die Nachricht erstellt wurde (z.B. ASCII). Die anderen Einträge werden erst nach und nach erstellt. Wenn der Zeichensatz beispielsweise 128 Zeichen enthält und das Wörterbuch auf 4096 Wörter beschränkt ist, dann sind die ersten 128 Einträge die Buchstaben und Sonderzeichen. Die restlichen 3968 Einträge enthalten Wörter mit einer Mindestlänge von zwei Zeichen. Je öfter ein Wort vorkommt oder je länger die Wörter sind, desto besser ist die Kompression. Im Wörterbuch werden nur alphanumerische Zeichenfolgen abgelegt und alle anderen Zeichen werden als Worttrennzeichen interpretiert.

Verschiedene Zeichen müssen nicht notwendigerweise auf eine feste Anzahl von Bits abgebildet werden. Dieses Prinzip wurde schon vor Beginn des Computerzeitalter vom Morsecode genutzt: Häufig auftretende Zeichen werden auf kurze Zeichenfolge abgebildet, seltene Zeichen werden durch längere Sequenzen kodiert. Eine statistische Codierung verwendet also Wahrscheinlichkeiten von Zeichen, um möglichst optimal zu kodieren. Dabei muss die Eindeutigkeit des Dekodierens gewährleistet sein (Das Codieren muss reversibel sein). Die bekanntesten Verfahren dieser Gruppe sind die Huffman und die arithmetische Codierung.

Für die Huffman Codierung seien die zu kodierenden Zeichen mit der Wahrscheinlichkeit ihres Auftretens gegeben. Der Huffman Algorithmus ermittelt dann die Kodierung eines Zeichens mit der minimalen Anzahl benötigter Bits für die vorgegebene Auftrittswahrscheinlichkeit. Dabei wird eine Codetabelle aufgebaut, die jedem Zeichen eine Bitfolge zuordnet. Die Länge der Bitfolgen sind hier je nach Zeichen unterschiedlich.

Die Codetabelle kann auch als binärer Baum dargestellt werden, bei dem jeder Knoten jeweils eine Kante mit der Beschriftung 0 und 1 hat. Die Blätter des Baums entsprechen den kodierten Zeichen. Gerade für das Dekodieren beim Empfänger eignet sich diese Darstellung: Beginnend von der Wurzel folgt man je nach 0 oder 1 im Code den jeweiligen Ast. Dies setzt man fort, bis man ein Blatt erreicht. Die Bezeichnung des Blattes entspricht dem dekodierten Zeichen. Nun setzt man den Algorithmus ausgehend von der Wurzel des Baumes fort.

Der Huffman Algorithmus baut den Codebaum rekursiv auf, indem er die zwei Zeichen mit den geringsten Wahrscheinlichkeiten zu einem Teilbaum zusammenfasst. Dieser Teilbaum wird zu einem neuen Symbol mit dem Wahrscheinlichkeitswert der Summe der Einzelwahrscheinlichkeiten. Dieses neue ‚kombinierte’ Symbol wird in den folgenden Schritten des Algorithmus weiter berücksichtigt. Die Kanten des Teilbaums werden mit 0 und 1 beschriftet. Diese Vorgehensweise wird nun rekursiv auf die neue Symbolmenge ausgeführt, bis alle Symbole zusammengefasst sind.

Im vorgestellten statischen Huffman-Verfahren müssen Sender und Empfänger die Codetabelle kennen, bzw. über die Wahrscheinlichkeiten Bescheid wissen. Es gibt eine andere Variante des Huffman-Algorithmus, der unter dem Namen ‚Dynamische Huffman-Codierung’ bekannt ist. Hier wird der Codebaum dynamisch, also während der Übermittlung aufgebaut.

Das Prinzip der arithmetischen Codierung ist die Darstellung einer Nachricht als Intervall in den rationalen Zahlen. Die arithmetische Codierung hat, wie die Huffman Codierung, Wahrscheinlichkeiten als Ausgangspunkt. Aus der Sicht der Informationstheorie sind beide Codierungen optimal. Im Gegensatz zu anderen Verfahren werden durch eine Bitfolge mehrere Zeichen kodiert, dabei wird ein einzelnes Quellsymbol durch eine gebrochene Anzahl an Bits kodiert und nicht wie es sonst der Fall ist durch eine ganzzahlige Anzahl. Abgesehen von der Hardwarebeschränkung für die Rechengenauigkeit ist damit absolut redundanzfreie Komprimierung möglich.

Während die Huffman Codierung jedes einzelne Zeichen isoliert betrachtet, wird bei der arithmetischen Codierung das aktuelle Zeichen unter Berücksichtigung der vorangegangenen kodiert. Deshalb muss ein arithmetisch kodierter Datenstrom immer von Anfang an gelesen werden, ein wahlfreier Zugriff ist daher nicht möglich.