语音信号在复杂的声学环境下不可避免地会受到噪声的干扰,造成语音信号质量下降,可懂度降低。因此,需要进行语音增强。在原始语音增强方法中,在去掉噪声的同时,也将目标信号过滤,严重降低了语音处理系统的性能。随着技术的发展,麦克风阵列提供了高效的语音处理性能。麦克风阵列利用空间信息先进行声源定位,再利用波束形成算法对其他方向的信号进行抑制,最大效率的接收目标方向的语音信号来实现语音增强。因此,本文包含两个方面,分别是声源定位算法和波束形成算法。针对可控响应功率相位变换声源定位算法运算量庞大和自适应波束形成中参数选取缺乏实用性问题,本文以麦克风阵列为辅助设备,提出了改进的可控响应功率相位变换算法和变步长最小均方自适应波束形成算法。本文主要内容如下:首先,对声源定位和波束形成算法相关理论进行阐述;叙述了声源定位的分类,并简要介绍了一些经典的波束形成算法。其次,提出了改进的可控响应功率相位变换声源定位算法。先将对定位没有贡献的自相关功率谱去掉,降低算法的运算量,然后采取一种新的由粗到精的搜索策略,优化算法的性能,最后通过对比改进前后算法在准确率、最小均方根误差等方面的性能,验证了改进后的算法具有更好的性能。再次,提出了变步长最小均方自适应波束形成算法。针对最小均方算法中,选取固定的参数的问题,在实际应用中缺乏实用性。根据参数与误差满足函数关系,提出变参数的方法,解决了固定参数的问题,使算法收敛速度加快,并在稳态误差上具有更好的表现。最后,通过实验验证了改进后的声源定位算法具有更好的鲁棒性,定位性能更好。而在波束形成方面,改进后的变步长最小均方算法收敛速度更快,在自适应波束形成中,通过对语音信号的质量分别进行主观和客观评价,验证了改进后的算法语音增强效果更明显。