Есть три источника сигнала (звука), расположенных в линию и немного (пусть полметра) разнесенных в пространстве и три микрофона напротив на таком же расстоянии. Громкость источников произвольная и меняется.

Существует ли какой-то вменяемый способ автоматически усилить до нужного уровня сигнал со среднего микрофона и одновременно задавить соседние каналы слева и справа ?

Имхо, т.к. расстояние небольшое, на фазу обращать внимание не стоит.