Se a imagem original for JPEG, você poderá usar pdfimages option -j . De man pdfimages :
-j Normally, all images are written as PBM (for monochrome images)
or PPM (for non-monochrome images) files. With this option,
images in DCT format are saved as JPEG files. All non-DCT
images are saved in PBM/PPM format as usual.
Não sei como controlar o modo como o convers armazena as imagens no arquivo PDF, mas você pode usar -quality e -resize para alterar a qualidade de compactação.
Chamando convert de uma das maneiras a seguir
TMPDIR=/home/tim/tmp convert ...
MAGICK_TMPDIR=/home/tim/tmp convert ...
você pode converter o uso /home/tim/tmp como o diretório temporário e contornar os problemas de espaço. (Que provavelmente não tem influência no tamanho do arquivo resultante).