Как оптимизировать большие картинки на хостинге?
Сколько у Вас памяти что не хватает на картинку в 4mb???
Вы на Arduino веб сервер поднимаете? )))
Я больше поверю что у вас все упирается в какие то другие параметры, например во время выполнения скрипта, но не в память.
Выкачивайте на комп, обрабатывайте и заливайте. Быстрее всего.  Вы сейчас паритесь из за ресурсов, которых на вашем компе предостаточно и ломаете голову как бы исправить корявую архитектуру вот минимально. Сливайте и image stone resizer вам в помощь. Иерархию папок сохраняет.