O Nginx sempre criará uma nova conexão de proxy para a conexão de entrada, a menos que esteja em cache localmente. Como o MJPG é um loop infinito, não parece uma opção aqui.
O que eu tentaria, no entanto, é configurar um ffmpeg / vlc no servidor proxy para consumir o fluxo mjpg do rpi. Nginx, em seguida, pode se conectar ao ffmpeg / vlc local para obter fluxo. Você terá apenas uma conexão com o servidor backend.