Насколько я понимаю, это алгоритм распознавания лица. Можно использовать готовый из PHP OpenCV (
https://github.com/php-opencv/php-opencv). Ну или если в вашем варианте есть какие-то отличия, то реализовать этот же код заново, используя функции PHP OpenCV. Там большая часть вычислений реализована на C, поэтому выполняться будет существенно быстрее. (Правда, для этого нужен VDS, где можно самому ставить PHP extensions, а не обычный хостинг.)
Ещё вариант — переписать код на C самостоятельно, без OpenCV, так, чтобы он висел в виде демона, а взаимодействие с ним происходило через Unix-сокет.
Также, как правильно отметили в комментариях, некоторое ускорение может дать переход с 5 на 7 версию PHP.