Как получить уникальные значения JSON массива из ячейки MySQL?
Не надо хранить в базе данных " массивы значений в JSON'е".
MySQL - реляционная датабаза. Это означает, что база данных строится из связанных таблиц. 
И вместо колонки values должна быть отдельная таблица, table_id | value
1 | 1
1 | 2
1 | 3
2 | 2
2 | 3
2 | 4
И тогда все выборки будут делаться примитивными SQL запросами, без малейших затруднений со стороны разработчика.
Вопрос полностью решен. Проверил несколько способов: подсчетом на бэке, запросом из этого ответа на stackoverflow (https://stackoverflow.com/questions/39906435/conve... а также тестом аналогичной структуры, но реляционно.
Производительность проверил на таблице из 50к записей, 53к элементов в колонке суммарно (сумма длин всех массивов), среди которых ~320 уникальных элементов. В случае с реляционной таблицей, соответственно, 53к строк. 
Решение 1. SELECT DISTINCT по колонке JSON (отсекает одинаковые массивы, которых в моем случае много). На бэке megre по всем массивам и unique. Время выполнения 0.57 секунды (учтено время от инициализации ORM до строки перед return)
Решение 2. Запрос со stackoverflow. 0.23 секунды. (учитывал только время запроса в phpmyadmin)
Решение 3. Реляционная форма данных. 0.03 секунды. (учитывал только время запроса в phpmyadmin)
Все 3 решения по скорости устраивают, запрос 2 среди имеющегося выглядит более костыльным