Die Atemel AVRs sind da wie gesagt eher überfordert. Ein Problem ist schon die Datenmenge, ein Bild kann schnell 10 KBytes und mehr an RAM brauchen. Wenn man keinen normalen PC nehmen will/kann dann wäre ein ARM Controller eventuell die passende Größe.

Zum Vergelich der Rechenleistung: Die 8 Bit AVRs sind eher etwas schneller als der original IBM PC (4,77 MHz). Ein alter 286er PC wird wohl schon eher schneller sein,hängt aber von der Aufgabe ab.