Supongo que .. en imagen.php .. usas session_start() antes de pretender acceder a una variable de sesión.
Si el ID de sesión se genera denuevo es por qué el SID lo estás perdiendo o no propagando.
Como propagas tu el SID en tu servidor (configuración de PHP: php.ini):
session.use_cookies
session.use_trans_sid
Por qué .. en tu programación no propagas el SID a mano .. así que asumes que PHP lo hará por tí y eso depende de la configuración de PHP que uses.
También te recuerdo que PHP no sobrescribe un tag de imagen (según determine url_rewrite_tags ) para añadir el SID si es que no propagas el SID en cookies (ya sea por configuración: session.use_cookies = OFF o bien que no aceptas cookies en tus navegadores de pruebas). En esos casos tendrías que propagar el SID a mano en el URL que llamas a tu imagen.php tipo:
Código PHP:
<img src="imagen.php?idimagen=1&<? echo SID ?>">
Un saludo,