Você já tentou usar um codec diferente? Eu estive frustrado com problemas semelhantes durante os últimos dois dias e a libx264 foi a culpada.
Veja o que você pode tentar e você poderá recodificar em .mp4 depois:
ffmpeg -i input.mp4 -shortest -loop 1 -i 57982344.png -filter_complex "[1:v]fade=t=in:st=5:d=1,fade=t=out:st=10:d=1[over];[0:v][over]overlay=0:0 " -crf 23 -vcodec huffyuv output.avi