Как это часто случается со мной, потратив несколько часов, пытаясь выяснить это, прежде чем обращаться за помощью, я сам нахожу решение всего через несколько минут после запроса.
Оказывается, avconv - не лучшая замена ffmpeg, как я думал, когда Linux Mint, IIRC, удалил ffmpeg из официального репозитория в пользу avconv. В любом случае, ffmpeg вернулся, и я установил его и нашел эквивалентную команду, которая не дублирует фреймы:
ffmpeg -i input_30fps.avi -vcodec h264 -an -vf "fps=60, setpts=(1/200)*PTS" output_200x_60fps.avi