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の続報です。

継続して調べていますが、これぞというのはまだありません。
キーワードは vocoder, time stretching/time scaling, pitch shifting/pitch transposition あたりでしょうか。

オープンソースのものもあるようなので、最終的にはこれらのソースを調べれば分かるのかもしれません。
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以下のページには理論からソースコードまで載っていて期待できそうです。
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こんな本もあるようですが \17,000 超…。
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