Я думаю, что ответ зависит от трех вещей: насколько хорошо вы кодируете в Matlab, насколько хорошо вы пишете в Python / Numpy и ваш алгоритм. Matlab и Python могут быть быстрыми при обработке чисел, если вы усердно относитесь к векторизации всего и к использованию библиотечных вызовов.
Если ваш код Matlab уже очень хорош, я был бы удивлен, если бы вы увидели значительный выигрыш в производительности, переходя на Numpy, если нет какой-то конкретной идиомы, которую вы можете использовать в своих интересах. Возможно, вы даже не увидите большой выгоды, переходящей на C. В этом случае ваши усилия, вероятно, будут лучше потрачены на настройку вашего алгоритма.
Если ваш код Matlab не так хорош, вы могли бы 1) написать лучший код Matlab, 2) переписать в хорошем коде Numpy или 3) переписать на C.