ピッチシフトとタイムストレッチの関係について質問です。

質問

ピッチシフトとタイムストレッチの関係について質問です。
フリーのソフトとかでピッチをあげると、音の長さが短くなります。
低くすると音の長さ通常のより長くなります。
ソフトによっては、ピッチを保ったまま長くしたり短くしたり、長さを保ったままピッチを上げ下げできますが。
何故、ピッチをあげると音の長さが短くなるんでしょうか?
そういう事が詳しく解説してあるサイトとかもあったらお願いします。

回答No.2

softbankHawks · ベストアンサー

音程と振動数の関係がわかれば、解るんじゃないかと思うのですが、物理(あるいは理科かも)では習いませんでしたか?

例えば、2kHzの周波数の2秒間の長さの音声ファイルがあるとします。

音程を上げるというのは、その音の周波数を上げる、と同義になります。
音程を1オクターブ上げる、と周波数(1秒あたりの振動数)は2倍。

2kHzは1秒間に2000回振動しています。上記の音声ファイル例だと2秒間で4000回の振動数。
1オクターブ上げると周波数は4kHz。つまり、1秒間に4000回振動します。
総振動数を変えずにピッチを1オクターブ高くすると再生時間は1/2、つまり1秒になります。

逆に1オクターブ下げると周波数は1kHz。つまり、1秒間に1000回振動します。
振動数の総数が4000回の音声ファイルを1秒間に1000回振動させると再生時間は4秒。

そういう関係が成り立ちます。

ピッチシフト(再生時間を変えないまま音程を変える）とかタイムストレッチ(音程を変えずに再生時間を変える）というのは、上記のような単純な物とはちょっと違うアルゴリズムが必要になります。
このあたりがわかりやすいかも。

タイムストレッチ、ピッチシフトのアルゴリズム
http://ackiesound.ifdef.jp/tech/timestretch.html

回答No.1

noname#194317

アナログレコードを思い浮かべてもらうと簡単なんですが、シングルは45回転でLP（アルバム）は33回転です。この設定を間違えると、ピッチと再生時間がずれておかしな音で再生されます。

・シングル盤をLP盤の回転数で再生→テンポが遅く、キーが低くなる
・LP盤をシングル盤の回線数で再生→テンポが速く、キーが高くなる

デジタルであってもやっていることは同じで、2倍速再生するとキーが2倍で再生時間は半分になり、1/2倍速では逆のことが起こります。例えば長さ1秒で440Hzの信号で考えてみましょう。この音は1秒間で440回振動しているから440Hzなんですが、こいつを2倍速で再生すれば、0.5秒で終わりますよね？するとこの時、0.5秒間で440回の振動になりますから、再生される音の周波数は2倍の880Hzとなります。つまり再生速度を変えるだけで、勝手に速度相応にキーも変わるわけです。なので、キーを変えていると言うよりは再生速度を変えていると言った方が正確かも知れません。

再生速度を変えずにキーだけ変えたければ、一度リサンプリングしてから演算処理を行う必要があります。キーを変えずに再生速度を変える場合も同様です。これをきれいに行うのは、なかなか難しいですよ。2のべき乗倍や、1/2のべき乗倍にすることはまだ楽なんですが、1.1倍や3/5倍と言った倍率にするのは非常に困難です。