POST wird nie an die URL drangehängt. GET wird an die URL gehängt, POST wird "still und leise" übertragen.
Würde mal sagen, dass Du das Formular per POST an das selbe Dokument übermittelst und den Content-Type in der index.php angibst. Das müsste eigentlich auch gehen.

Code:
<?php
if(!$_POST) {

Formular 

} else {

header("content-type: image/".$_POST['content_type']."");
print "<img src=\"show_pic.php?id=test.jpg\">";

}

?>
Ist doch das, was Du suchst, oder? Außer, dass ich print bevorzuge... ^^