Проще всего воспользоваться не двумерным массивом, а объектом, где ключами будут элементы arr, а значениями количество повторений.
Из этого объекта можно уже и двумерный массив собрать при желании.
Но для этого filter не подойдет, нужно будет просто итерировать массив.