Buenas,
Es difícil hablar de optimizaciones ya que el único que puede decir donde esta el cuello de botella eres tu, pedirte el código fuente seria la mejor opción para diagnosticar tu problema pero obviamente eso seria dar demasiada pista a los demás participantes sobre el reto por lo que si quieres mi opinión sugeriría que me lo envíes por PM o Email para que te diga mi opinión personal.
Ahora tomando en cuando lo dicho anteriormente y considerando un ambiente donde digamos ejecutes 5 comandos/procesos en "bash puro" (aunque yo no diría bash puro le diría bash scripting por que no son comandos específicos de bash) o "php puro", lo cuales seguro serian algo así...
1. wget/curl petición.
2. wget/curl imagen.
3. <algún script/programa de limpieza o conversión de imagen>.
4. <alguna herramienta hecha a mano o bien un ocr conocido como gocr o tesseract).
5. wget/curl para enviar la respuesta.
Por lo que mis sugerencias para mejorar los tiempos en un proceso/algoritmo similar serian...
1. Usar
conexiones persistentes.
2. Mejorar el rendimiento del programa de limpieza/ocr: Lo mas seguro es que tengas un script en php para esta labor y php es bastante lento en este proceso así que he encontrado que muchos participantes encuentran soluciones alternas en lenguajes compilados o bien tal vez compilar tu script en php con algun compilador como phalanger o bien phc)
3. Reduce el numero de llamadas hacia I/O (o bien usa técnicas asíncronas de escritura) al poner todo en memoria y solamente escribir cuando lo necesites (esto es una super ayuda sobre todo si estas haciendo tu propio OCR).
4. Asegúrate de que realmente tengas un buen porcentaje de reconocimiento, muchas personas que me han mandado sus respuestas no se dan cuenta de que a veces fallan sus OCR y tienen un porcentaje de aciertos de como 50% o menos así que para estos casos sugeriría obviamente realizar varios intentos (al menos 10) antes de tirar la toalla.
5. Puede que no sea tu problema pero fíjate en la velocidad de red, podrás procesar la imagen rápido pero si tu conexión es lenta jamas podrás vencer el tiempo, una sugerencia sencilla es simplemente usar redes cableadas vs redes inalambricas, he encontrado gente tratando de pasar el reto desde sus laps con conexión inalambrica lo que añadía unas milésimas de segundo mas a la conexión y apenas usaron redes cableadas pasaron el reto sin problemas.
Espero alguna de mis sugerencias te ayude a pasar el reto si sigues trabado sugeriría que me envíes tu respuesta por PM para que la analice y pueda darte un consejo mas directo.
Saludos