Está havendo aqui uma confusão de conceitos na sua pergunta. Mas respondendo em essência, **não, não são sinônimos**.

**NoSQL** designa bancos de dados que usam tecnologias que não a de um banco de dados relacional, **não necessariamente sendo orientados a objetos**. NoSQL, por sinal, significa *Not Only SQL*. Isto quer dizer que o banco de dados em questão pode (ou não) responder sentenças SQL. Normalmente os bancos de dados respondem sentenças em formato próprio ou em outros formatos conhecidos (como o [tag:json], por exemplo).

[O artigo da Wikipédia em inglês](http://en.wikipedia.org/wiki/NoSQL) separa estes bancos de dados em várias taxonomias, sendo a mais importante o formato como cada banco de dados armazena a informação:

 - **Como Coluna**
    - Accumulo, Cassandra, HBase
 - **Como Documento**
    - Clusterpoint, Couchbase, MarkLogic, MongoDB
 - **Como Chave-valor**
    - Dynamo, FoundationDB, MemcacheDB, Redis, Riak, FairCom c-treeACE
 - **Como Grafo** 
    - Allegro, Neo4J, OrientDB, Virtuoso

Um banco de dados orientado a objeto normalmente guarda **um objeto de uma linguagem conhecida**, como o [Zope Object Database](http://www.zodb.org/en/latest/) que guarda objetos [tag:python], sem necessariamente haver uma transliteração de dados. 

Sutilmente diferente, um banco de dados orientado a documento (que costuma-se confundir com um banco de dados orientado a objeto) **armazena documentos em algum formato específico**. Por exemplo, o MongoDB armazena documentos em formato [tag:bson] ("Binary JSON", ou "JSON Binário"), que é uma variação do [tag:json]. Para este caso, para um documento se transformar num objeto, teria que ter uma tradução (ou transliteração de dados) do documento para o objeto da linguagem em questão.