Так как вопрос хреново описан, народ накидал кучу абсолютно трешовых решений.
Вообще я тоже не уверен что нужно автору, но скорее всего подойдет стандартное решение, которое, в силу лени при описании задачи, в условия не вписывается.
Нжинкс настраивается на переадресацию всех урл с картинкой на единую точку входа для рутируемых приложений а-ля ларавел/зенд и прочие мвц, или на конкретный скрипт в случае наколеночных решений. Далее, по данному адресу отрабатывает скрипт, проверяя все что можно: реферер, сессию, аксепт и тд, после чего выполняете нужный скрипт, а картинка отдается через readfile() с соответствующими заголовками. Или, как предложил
Михаил Ливач, настраиваете внутренний редирект в нжинксе и делаете X-Accel-Redirect.