近年来,随着多媒体技术的发展以及视频应用市场的急剧扩张,使得视频流已成为因特网中的主要传输对象。根据思科公司的预测,到2021年年底,视频流量将占据因特网数据传输总量的将近82%。其中,作为一类重要的网络应用,监控视频也越来越广泛的存在于社会生活之中,为人们的居住、出行、卫生、生产等提供安全服务保障。同时,由于无线通信具有经济实用、灵活易用等优点,各类无线通信技术以及相关的物联网技术快速发展,使得无线频段越来越拥挤,因此各国家的研究人员开始研究如何利用VHF和UHF频段中数百MHz空闲的电视白频谱(TVWS),且已有很多相关的研究成果。由于视频的数据量相对较大的特性,视频监控系统从降低存储和传输成本来考虑,需要利用监控视频的特点研究出高压缩率的视频编解码算法,来减少数据视频编码数据量。而且随着网络技术的发展及云系统的流行,用户希望能够通过无线网络实时远程查看宽视角的高清监控视频,因此需要研究效率更高、可靠性更好的视频传输方案,保证视频质量并满足用户需求。而对于使用TVWS进行物联网(IoT)环境下的视频传输,由于免执照用户可以免费使用开放频段,但要面对激烈的竞争,无法保证视频传输质量,因此出现了可以短时间租用的高优先级频段(HPC)的概念,引出需要研究均衡视频质量、租金花费以及视频帧组(GoP)传输时延的传输策略问题。本文针对以上三个具体需求展开相关研究工作,分别做出了以下贡献:1)提出了基于结构相似度(SSIM)的监控视频编解码方案。解决了在监控场景经常变化情况下的视频编码优化问题。由于SSIM参数主要是比较图像间的结构相似性,因此能够用它在编码时找到某帧图像的合适参考帧以减少背景冗余。首先通过统计实验验证了使用SSIM值大的帧作为编码帧的参考帧时,可以获得更高的压缩效率。再基于此提出参考帧选择算法,为编码帧选择合适的参考帧以提高编码效率。并加入参考帧缓存,实现了基于SSIM的编解码方案。仿真实验结果显示,提出的编解码方案比现有编码标准节省编码数据量,有更高的编码效率,且即使对于非监控视频,也能达到不差于现有编码标准的编码效果。2)本文提出了基于无线网络的监控视频实时传输方案RSVTS,可实现宽视角高清视频的无线实时远程查看,以满足视频监控用户的需求。RSVTS采用多个摄像头视频拼接的方式实现了宽视角、高分辨率的实时视频传输,编解码采用了前述提出的视频编解码方案减少视频数据量,在编解码器两端都采用了参考帧缓存技术增加可选参考帧的数量,并相应提出并实现了参考帧更新算法选择合适的参考帧,传输的同时考虑了网络状态,实现了通过无线网络的高清监控视频实时传输方案。通过搭建的仿真实验平台测试其性能,结果显示比常规无线监控视频传输方案在编码数据量和视频质量上都有明显的改善。3)提出了物联网环境下基于电视白频谱(TVWS)视频传输方案TVDS,由于TVWS中有可付费租用的高优先级频段HPC存在,因此在视频质量要求确定时,花费及发送延迟之间可以有一个权衡关系。因此提出多个视频调度策略算法,为用户提供各类均衡花费、延迟、视频质量的视频调度传输策略。首先基于已有研究提出的TVWS频谱管理使用框架,建立了视频数据结构模型和TVWS频谱使用状态模型,并对传输策略问题进行了数学描述。再根据不同的使用情况提出在线花费最小化算法、在线延迟最小化算法、离线花费最小化算法和离线延迟最小化算法等四个传输策略算法。最后实现了基于TVWS视频传输方案TVDS。仿真实验结果显示TVDS方案能够提供灵活有效的视频调度传输策略,并且能够达到发送延迟、花费、视频质量的指标均衡。