Eu vi este problema no meu logitech C310 e raspbian. Depois de mais algumas cutucadas eu encontrei alguma ajuda com o formato de pixel necessário.
$ sudo apt-get install v4l-utils
...
$ sudo v4l2-ctl --list-formats
ioctl: VIDIOC_ENUM_FMT
Index : 0
Type : Video Capture
Pixel Format: 'YUYV'
Name : YUV 4:2:2 (YUYV)
Index : 1
Type : Video Capture
Pixel Format: 'MJPG' (compressed)
Name : MJPEG
adicionando "-pix_fmt yuyv422" à linha de comando do ffmpeg, deu certo novamente.