음성의 재생속도를 높이면 목소리가 변하는 이유는 음성의 주파수 특성과 음성 생성 과정에 기인합니다. 음성은 기본적으로 다양한 주파수 성분으로 구성되어 있습니다. 음성의 소리 높낮이는 주파수와 관련이 있으며, 재생속도를 높이면 이러한 주파수 성분들이 빠르게 증가하거나 감소하여 음성의 높낮이가 올라가거나 내려가는 결과를 가져옵니다.
예를 들어, 낮은 주파수 성분은 낮은 음조를 나타내고, 높은 주파수 성분은 높은 음조를 나타냅니다. 재생속도를 높이면 음성 내의 주파수 성분들이 더 빠르게 변동하게 되므로, 높은 음조의 성분이 더 빈번하게 발생하게 되어 목소리가 높아지는 효과가 생깁니다. 반대로 재생속도를 낮추면 음성 내의 주파수 성분들이 느리게 변동하게 되므로, 낮은 음조의 성분이 더 빈번하게 발생하여 목소리가 낮아지는 효과가 생깁니다.
이와 더불어 음성 생성 과정에서 고유한 음성 특징이 포함되어 있기 때문에, 재생속도를 높이면 음성의 발음이나 발음 강도 등이 변화할 수 있습니다. 이러한 이유로 음성의 재생속도를 변경하면 목소리가 변화하게 되는 것입니다.