本发明公开了一种多层实时图像叠加控制器，其包括核心控制模块、输出模块和多个输入模块，该核心控制模块、输出模块和多个输入模块通过信号总线及背板相连接，该核心控制模块产生整个控制器所需要的像素时钟及同步信号，这些信号传递给连接在信号总线上的所有信号处理模块，使所有进入信号总线的图像信号同步。本发明采用纯硬件处理结构，输入通道数和输入信号类型可根据需要任意配置，且所有输入信号均能高质量实时显示，同时所有信号都能在全屏幕范围以任意大小、任意位置、任意顺序以窗口形式叠加显示，既增加了应用的灵活性，又可以减少资源浪费，降低成本。