Параметр цикла в фильтре фильма не устанавливает новые временные метки для зацикленного расширения, поэтому это необходимо сделать вручную.
ffmpeg -i "main_video" -af "pan=stereo|c0=FL|c1=FR,volume=1.5" \ -vf "movie=video_bg_overlay.mp4:loop=0,setpts=N/FRAME_RATE/TB,hue=s=0[bg];[in]scale=iw/2:-1,pad=iw+20:ih+20:10:10:color=yellow[m]; [bg][m]overlay=shortest=1:x=(W-w)/2:y=(H-h)/2[out]" \ -c:v libx264 Out_video