變調的方法也可以分為三類：時域法、頻域法、參量法。
時域法中，Crochiere等人於1983年提出了重采樣的方法[42]，該方法是實現變速變調最簡單、最常用的方法之一。
假設重采樣因子為P/Q，其中，P為上采樣因子，Q為下采樣因子。上采樣過程就是往原始信號相鄰兩點間內插P-1個采樣點，這樣使得基音周期變為原來的P倍，頻譜壓縮為原來的1/P倍，時長變為原來的P倍，即基頻變為原來的1/P倍，音調降為原來的1/P倍，語速變為原來的1/P倍。
同樣地，下采樣過程就是每隔Q-1個點進行抽取，這樣會使得基音周期長度為原來的1/Q倍，頻譜擴展為原來的Q倍，時長變為原來的1/Q倍，即基頻變為原來的Q倍，音調升為原來的Q倍，語速變為原來的Q倍。
綜合上述兩個過程，通過P/Q倍的重采樣后，保持播放速率不變，重采樣語音語速和音調都變為原來的Q/P倍[43]。
為了實現變調不變速，可以通過各種變速不變調處理與重采樣相結合的方法[44]。如圖2-4所示，變速不變調處理使語速變為原來的P/Q倍，得到輸出信號y(n)，然后對y(n)進行P/Q倍重采樣處理，這樣就得到語速正常，音調變為原來Q/P倍的最終輸出語音z(n)。
圖2-4 時長規整結合重采樣實現變調
頻域法中比較簡單的處理就是直接對信號頻譜進行插值或者抽取，實現各頻率分量的擴展或者壓縮。國內的研究者李力利、張曉蕊等人分別對頻域的插值和抽取的方法進行了研究和擴展，這種方法的缺點在於：內插會引入不需要的頻率，從而大大影響音質，變調后會有部分失真[43]。另外，比較典型的方法是利用短時傅里葉變換原理，估計出短時幀的瞬時頻率，再乘以伸縮系數進行頻譜伸縮[44]。
參量法中最具代表性的方法是基於正弦模型原理。正弦模型[45]是由Quatier等人在1980年提出，它是目前應用最廣泛的語音模型。該模型將信號看作是一系列隨時間變化的正弦信號疊加。
(5-1)
其中
、和分別表示第i個正弦信號的瞬時幅值、瞬時相位、瞬時頻率。
假設變速不變調系數為，規整后的時間=，則規整后的語音為：
其中
很顯然，時間規整后瞬時頻率仍然為，保證了音調不變，但是時間過程擴展為原來的倍。當>1時，對應降速，當<1時，對應加速。
同樣地，假設變調不變速系數為，則變調后的語音為：
其中
很顯然，變調不變速處理后，各個頻率成分隨系數拉伸或者收縮。對應於濁音，為隨時間變化的第一諧波，即基頻；其他頻率成分對應於其它諧波。當>1時，對應升調，當<1時，對應降調。
由上分析可知，基於正弦模型的變調方法最大難點在於提高諧波分析的精確度，降低參數估計的復雜度[46]。