피치 쉬프팅(Pitch Shifting)은 오디오 신호의 속도를 변경하지 않으면서도 음높이(피치)를 조절하는 오디오 프로세싱 기법이다. 이는 보컬 튜닝, 악기 조정, 샘플 트랜스포즈, 사운드 디자인 등 다양한 음악 및 오디오 제작 과정에서 사용된다.

피치 쉬프팅은 일반적으로 FFT(Fast Fourier Transform) 기반 위상 보존 기술(Phase Vocoder) 또는 그레인(Granular) 기반 알고리즘을 활용하여 구현된다.

• Phase Vocoder 기반
  • FFT 변환을 활용하여 시간-주파수 정보를 분석한 후, 위상을 조정하여 피치를 변환
  • 고음질을 유지할 수 있으나, 빠른 변조에서는 특유의 인공적인 사운드가 발생할 수 있음

• Granular Synthesis 기반
  • 오디오를 작은 '그레인(grain, 입자)'으로 나눈 후, 그레인의 재생 속도를 변경하여 피치를 조정
  • 자연스러운 피치 변환이 가능하지만, 설정에 따라 타임 스트레치 아티팩트가 발생할 수 있음

• Wavelet Transform 기반
  • 오디오 신호를 웨이블릿(wavelet)으로 변환하여 주파수 대역별로 조정
  • 보다 정밀한 컨트롤이 가능하지만, 계산량이 많아 실시간 적용이 어려울 수 있음

• MPEX (Minimum Perceived Loss Time Expansion)
  • Prosoniq에서 개발한 기술로, 고품질의 피치 쉬프팅을 제공
  • 보컬 및 멜로디 소스에서 자연스러운 변환 가능
  • Cubase, Nuendo 등의 DAW에서 사용됨

• Elastique (zPlane Elastique)
  • zPlane에서 개발한 고성능 타임 스트레치 및 피치 쉬프팅 알고리즘
  • Elastique Pro, Elastique Efficient, Elastique SOLO 등의 모드 제공
  • Ableton Live, FL Studio, Cubase, Traktor 등 다양한 소프트웨어에서 사용

• 보컬 튜닝 – 가수의 음정을 보정하거나, 하모니 생성에 사용
• 악기 트랜스포즈 – 샘플의 키(key)를 조정하여 원하는 스케일로 변환
• 사운드 디자인 – 몬스터 보이스, 로봇 보이스 등의 특수 효과 제작
• DJ 및 리믹스 – 비트매칭을 위해 곡의 키를 변경