Les cartes Arduino "classiques" ne sont taillées pour ça.
Remplir un écran couleur 320x240 points prend plusieurs secondes (de l'ordre de 4 à 5s)
La mémoire interne ne permet pas de stocker une image ce qui complique les transactions caméra --> arduino --> ecran
Les librairies assurant la gestion des écrans, cartes mémoires sont assez volumineuses et consomment beaucoup de ressources mémoire. Ce qui pousse l'arduino dans ses limites.
Honnêtement ce n'est pas la meilleure plateforme pour ce genre de besoin.
Il serait sans doute préférable de s'orienter vers les cartes à base d'ARM qui pullulent actuellement. Elles bénéficient de ressources matérielles bien plus adaptées (mémoire, processeur pour la compression/décompression d'images).
Comme le suggère icare tu pourrais aussi jeter un oeil sur la Yun