Сергей Соколов,
Кроме того при одновременной обработке нескольких больших изображений расход памяти может резко возрастать. Может стоит использовать очереди и обрабатывать даже на отдельной машине.
Сергей Соколов, лимит для PHP не стоит поднимать на этом этапе. Надо поэкспериментировать сначала с вызовом CLI imagemagick вместо GD, как посоветовал Олег Фролов. Таким образом лимит PHP не будет исчерпан.