近年来,基于麦克风阵列的声源定位系统在电话会议、视频会议、移动机器人以及语音增强等系统中被广泛应用,尤其在无人值守环境下的视频监控系统中发挥出很好的实用价值。在实际环境中,由于存在噪声与混响的干扰,使得定位系统的精确度受到了较大的影响,此外,现有的声源定位算法具有较高的运算复杂度,为了满足定位实时性的要求,通常会损失定位的精确度。声源数目在声源定位、跟踪等算法中作为非常重要的先验信息,当声源数目估计错误时,会使声源定位、跟踪算法性能受到很大影响。对于上述问题,本文针对声源定位和声源数目估计算法进行了研究,并在混响和噪声环境下对本文提出的算法进行验证。本文主要工作和研究内容如下:（1）麦克风阵列接收的信号主要包含有用信号和其它噪声,需要对麦克风接收信号做预处理操作,主要包括归一化、预滤波、预加重、加窗分帧、语音去噪、端点检测等;明确了声场的划分原则;引入了麦克风阵列的信号接收模型;分析了传统的窄带和宽带信号处理模型;介绍了室内混响的概念和房间单位冲激响应镜像源模型,并进行了仿真分析。（2）对常规声源定位算法进行了研究,重点介绍基于可控波束形成算法,分析了算法的计算复杂度,在延时求和波束形成算法基础上使用加权函数进行改进;基于麦克风阵列的坐标信息构建单位球体,通过设置网格的分辨率来决定导向波束形成器空间搜索的分辨率;使用贝叶斯概率组合来增强波束形成器输出结果,提高了定位算法的精确度和可靠性,最后通过仿真实验对改进算法进行了验证。（3）对传统声源计数算法进行了研究,针对复杂环境以及欠定条件下,首先利用语音信号的频域幅度相干函数在相干语音处和漫射噪声、混响对应的频率处显示的峰值不同的特征,然后通过计算语音信号频域幅度相干特征矩阵并使用K-medoids聚类算法对该特征聚类来实现不同位置的声源计数。最后,在不同的混响时间、信噪比、阵元间距条件下验证了算法的性能,实验结果表明,本文算法在混响环境下能够实现准确的声源数目估计,同时对阵元间距具有较好的鲁棒性。（4）构造一套低功耗、低延迟、体积小的多通道音频采集系统,详细介绍了麦克风声卡和音频采集卡的电路设计,并在此基础上完成了基于八麦克风阵列声源定位的系统硬件平台搭建。针对音频采集系统做了整体测试,包括体积、功耗、相邻通道之间的采集延迟等,验证了音频采集系统的可靠性和准确性。在此基础上,搭建声源定位系统硬件测试平台,在混响实验室内对声源定位系统进行了距离定位测试,声源数目定位测试,以及对多目标声源角度定位测试等,测试结果表明了本文的声源定位系统在混响和噪声环境下具有可行性。通过上位机完成预处理模块、声源定位模块软件部分设计,最后设计GUI便于参数配置和定位结果实时显示。